KR20210106903A - Position measurement apparatus, overlay inspection apparatus, position measurement method, imprint apparatus, and article manufacturing method - Google Patents

Position measurement apparatus, overlay inspection apparatus, position measurement method, imprint apparatus, and article manufacturing method Download PDF

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KR20210106903A
KR20210106903A KR1020210018939A KR20210018939A KR20210106903A KR 20210106903 A KR20210106903 A KR 20210106903A KR 1020210018939 A KR1020210018939 A KR 1020210018939A KR 20210018939 A KR20210018939 A KR 20210018939A KR 20210106903 A KR20210106903 A KR 20210106903A
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다카미츠 고마키
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

Provided is a position measuring device for reducing a measurement error of an object. The position measuring device for measuring the position of an object includes: an illumination unit configured to illuminate the object with illumination light including light of a first wavelength and light of a second wavelength different from the first wavelength; a measurement unit configured to measure the position of the object by detecting light from the object illuminated with the illumination light; and a control unit configured to adjust a ratio of the light intensity of the second wavelength to the light intensity of the first wavelength so that a measurement error that varies depending on the position of the object in the measurement unit can be reduced.

Description

위치 계측 장치, 중첩 검사 장치, 위치 계측 방법, 임프린트 장치, 및 물품 제조 방법{POSITION MEASUREMENT APPARATUS, OVERLAY INSPECTION APPARATUS, POSITION MEASUREMENT METHOD, IMPRINT APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}POSITION MEASUREMENT APPARATUS, OVERLAY INSPECTION APPARATUS, POSITION MEASUREMENT METHOD, IMPRINT APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 위치 계측 장치, 중첩 검사 장치, 위치 계측 방법, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a position measuring apparatus, an overlap inspection apparatus, a position measuring method, an imprint apparatus, and an article manufacturing method.

근년, 몰드 상의 미세구조를 반도체, 유리, 수지, 또는 금속 등의 워크피스에 전사하는 미세 가공 기술이 개발되어 주목을 받고 있다. 상기 기술은 수 나노미터 정도의 분해능으로 실행되기 때문에, 이들은 나노-임프린팅, 나노-엠보싱 등으로 지칭되며, 이들은 반도체의 제조 이외에 3차원 구조를 웨이퍼 레벨에서 집합적으로 가공할 수 있다. 이들은 포토닉 크리스탈(photonic crystal)과 같은 광학 소자, 마이크로 토탈 분석 시스템(micro total analysis system)(μ-TAS), 바이오칩 등의 제조 기술로서 광범위한 분야에서의 응용이 기대되고 있다. 이러한 나노-임프린팅과 관련하여, 예를 들어 광학 임프린팅 방법을 반도체 제조 기술에 사용하는 경우에 대해서 이하에서 설명한다.In recent years, a microfabrication technique for transferring a microstructure on a mold to a workpiece such as a semiconductor, glass, resin, or metal has been developed and attracts attention. Because these techniques are implemented with a resolution of the order of a few nanometers, they are referred to as nano-imprinting, nano-embossing, and the like, and they can collectively process three-dimensional structures at the wafer level in addition to the fabrication of semiconductors. They are expected to be applied in a wide range of fields as manufacturing technologies for optical devices such as photonic crystals, micro total analysis systems (μ-TAS), and biochips. In relation to such nano-imprinting, for example, a case in which an optical imprinting method is used in a semiconductor manufacturing technology will be described below.

먼저, 계측되는 대상물(object)인 기판(웨이퍼) 상에 광경화성 수지로 이루어지는 수지층을 형성한다. 이어서, 원하는 요철 구조가 내부에 형성된 몰드를 수지층에 인접시키고, 가압한다. 그 후, 자외선을 조사(조명)함으로써 광경화성 수지를 경화시키며, 수지층에 요철 구조를 전사한다. 또한, 이 수지층을 마스크로서 사용해서 에칭 등을 행함으로써, 기판에 원하는 구조를 형성한다. 그런데, 이러한 반도체 제조 시에는, 몰드와 기판이 정렬될 필요가 있다. 예를 들어, 반도체에 대한 프로세스 룰이 100 nm 이하를 필요로 하는 최근의 환경에서, 장치에 기인하는 정렬 오차의 허용 범위는 수 nm 내지 수십 nm가 될 정도로 엄격해지고 있다.First, a resin layer made of a photocurable resin is formed on a substrate (wafer) that is an object to be measured. Then, the mold in which the desired concave-convex structure is formed is brought into contact with the resin layer and pressed. Thereafter, the photocurable resin is cured by irradiating (illuminating) ultraviolet rays, and the concave-convex structure is transferred to the resin layer. Further, a desired structure is formed on the substrate by etching or the like using this resin layer as a mask. However, in manufacturing such a semiconductor, the mold and the substrate need to be aligned. For example, in a recent environment in which process rules for semiconductors require 100 nm or less, the allowable range of alignment errors due to devices is becoming strict enough to be several nm to several tens of nm.

이러한 정렬 방법과 관련하여, 예를 들어 미국 특허 제6696220호의 명세서에서는 몰드와 기판을 그 사이에 수지가 개재된 상태에서 서로 접촉시키는 정렬을 행하는 방법이 제안되고 있다. 이에 의해 채용되는 방법에서는, 먼저, 기판에 제공되어 있는 정렬 마크 이외의 부분에 광경화성 수지가 선택적으로 도포된다. 이어서, 기판이 몰드에 대면하는 위치로 이동된다. 이 상태에서, 몰드와 워크피스 사이의 거리를 단축하여, 정렬 마크가 수지에 묻히지 않는 정도의 높이까지 몰드를 기판에 근접시킨다. 이 상태에서, 정렬을 행하고, 그 후 최종적인 가압을 행한다.In relation to such an alignment method, for example, in the specification of US Patent No. 6696220, a method of performing alignment in which a mold and a substrate are brought into contact with each other with a resin interposed therebetween is proposed. In the method employed by this, first, a photocurable resin is selectively applied to portions other than the alignment marks provided on the substrate. Then, the substrate is moved to a position facing the mold. In this state, the distance between the mold and the workpiece is shortened so that the mold is brought close to the substrate to a height such that the alignment mark is not buried in the resin. In this state, alignment is performed, and then final pressing is performed.

상대 정렬에서는, 몰드와 기판이 그 사이의 수지에 의해 서로 접촉된 후에 계측이 행해진다. 이 때문에, 계측 시에는, 몰드의 마크에 수지가 충전된다. 그러므로, 몰드와 수지의 재료가 유사한 물성값을 갖는 경우, 몰드 마크가 보이지 않을 수 있는 문제가 있다.In the relative alignment, the measurement is performed after the mold and the substrate are brought into contact with each other by the resin therebetween. For this reason, at the time of measurement, resin is filled in the mark of a mold. Therefore, when the material of the mold and the resin have similar physical property values, there is a problem that the mold mark may not be seen.

정렬 마크를 검출할 때, 웨이퍼의 제조 동안 비대칭 가공 오차가 있으면, 계측값에 오차가 발생한다. 오차를 감소시키기 위해서, 예를 들어 일본 특허 공개 공보 제2004-117030호에서는, 동일한 마크를 다른 조건(파장, 편광 등)에서 계측하고, 가장 높은 콘트라스트를 갖는 파장을 사용해서 위치 어긋남량을 구한다.When detecting the alignment mark, if there is an asymmetric processing error during the fabrication of the wafer, an error occurs in the measurement value. In order to reduce the error, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-117030, the same mark is measured under different conditions (wavelength, polarization, etc.), and the amount of position shift is calculated using the wavelength having the highest contrast.

웨이퍼 위치를 계측하기 위해서 웨이퍼 상에 패터닝된 정렬 마크를 관찰한다. 웨이퍼의 제조 동안 웨이퍼 표면 내에 비대칭 가공 오차(웨이퍼에 기인하는 시프트)가 발생하는 경우, 정렬 마크의 관찰 시에 계측값이 기만되어 계측 오차를 야기한다. 큰 계측 오차가 발생하는 경우, 오차는 중첩 노광 시에 불량을 초래한다. 따라서, 계측 오차를 저감시킬 필요가 있다.Observe the alignment marks patterned on the wafer to measure the wafer position. When an asymmetric processing error (shift due to the wafer) occurs in the wafer surface during the fabrication of the wafer, the measurement value is deceived upon observation of the alignment mark, resulting in measurement error. When a large measurement error occurs, the error causes a defect in the overlap exposure. Therefore, it is necessary to reduce the measurement error.

본 발명의 목적은 예를 들어 대상물의 계측 오차가 저감되는 위치 계측 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a position measuring device in which, for example, a measurement error of an object is reduced.

본 발명의 일 양태에 따르면, 대상물의 위치를 계측하는 위치 계측 장치가 제공된다. 위치 계측 장치는 대상물을 제1 파장의 광 및 상기 제1 파장과는 상이한 제2 파장의 광을 포함하는 조명광으로 조명하도록 구성되는 조명 유닛, 상기 조명광으로 조명된 상기 대상물로부터의 광을 검출함으로써 상기 대상물의 위치를 계측하도록 구성되는 계측 유닛; 및 상기 계측 유닛에서의 상기 대상물의 위치에 따라 달라지는 계측 오차가 저감되도록 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 비율을 조정하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a position measuring device for measuring the position of an object. The position measuring device includes an illumination unit configured to illuminate an object with an illumination light including light of a first wavelength and light of a second wavelength different from the first wavelength, by detecting light from the object illuminated with the illumination light. a measurement unit configured to measure the position of the object; and a control unit configured to adjust a ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength such that a measurement error that varies depending on the position of the object in the measurement unit is reduced.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.Additional features of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1은 실시예 1에 따른 정렬 광원의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 실시예 1에 따른 임프린트 장치의 장치 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 실시예 1에 따른 계측 광학계의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시예 1에 따른 계측 광학계의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 정렬 광원의 구성 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시예 1에 따른 계측 광학계의 퓨필 분포를 도시하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 무아레 무늬를 발생시키는 정렬 마크를 도시하는 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 실시예 1에 따른 정렬 마크를 도시하는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 실시예 1에 따른 패턴의 단면의 형상을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 실시예 1에 따른 시뮬레이션 모델과 그 결과를 도시한다.
도 11은 실시예 1에 따른 임프린트 장치의 동작 시퀀스도이다.
도 12는 실시예 1에 따른 마크 위치의 시프트를 도시하는 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 실시예 1에 따른 램프 광원의 합성을 도시하는 도면이다.
도 14는 실시예 1에 따른 시야 내의 마크의 배치예이다.
도 15a 및 도 15b는 실시예 1에 따른 웨이퍼 표면 내에 발생하는 계측 오차를 도시하는 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 실시예 1에 따른 웨이퍼 표면 내에 발생하는 다른 계측 오차를 도시하는 도면이다.
도 17a 및 도 17b는 실시예 1에 따른 웨이퍼 표면 내에 발생하는 다른 계측 오차를 도시하는 도면이다.
도 18은 실시예 1에 따른 복수의 파장과 관련하여 웨이퍼의 반경 방향의 계측 오차를 계측하기 위한 웨이퍼 표면 내의 레이아웃의 예이다.
도 19는 실시예 1에 따른 복수의 파장과 관련하여 계측 오차를 계측하기 위한 웨이퍼 표면 내의 레이아웃의 예이다.
도 20은 실시예 1에 따른 복수의 파장과 관련하여 계측 오차를 계측하기 위한 웨이퍼 표면 내의 레이아웃의 예이다.
도 21a 및 도 21b는 실시예 1에 따른 복수의 파장과 관련하여 웨이퍼 표면 내의 계측 오차를 계측하기 위한 시퀀스도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the structure of the alignment light source which concerns on Example 1. FIG.
Fig. 2 is a diagram showing an example of the device configuration of the imprint apparatus according to the first embodiment.
3 is a diagram showing an example of the configuration of the measurement optical system according to the first embodiment.
4 is a diagram showing an example of the configuration of the measurement optical system according to the first embodiment.
It is a figure which shows an example of a structure of an alignment light source.
Fig. 6 is a diagram showing the pupil distribution of the measurement optical system according to the first embodiment.
7A to 7D are diagrams showing alignment marks for generating moire fringes.
8A to 8D are views showing alignment marks according to the first embodiment.
9A and 9B show the shape of a cross section of a pattern according to Example 1. FIG.
10A and 10B show a simulation model according to Example 1 and the results thereof.
11 is an operation sequence diagram of the imprint apparatus according to the first embodiment.
12 is a diagram showing a shift of a mark position according to the first embodiment.
13A and 13B are diagrams showing the synthesis of a lamp light source according to the first embodiment.
Fig. 14 is an example of arrangement of marks in a field of view according to the first embodiment.
15A and 15B are diagrams showing measurement errors occurring in the wafer surface according to the first embodiment.
16A and 16B are diagrams showing other measurement errors occurring in the wafer surface according to the first embodiment.
17A and 17B are diagrams showing other measurement errors occurring in the wafer surface according to the first embodiment.
18 is an example of a layout within a wafer surface for measuring a measurement error in a radial direction of a wafer with respect to a plurality of wavelengths according to Example 1. FIG.
19 is an example of a layout within a wafer surface for measuring measurement errors with respect to a plurality of wavelengths according to Example 1. FIG.
20 is an example of a layout within a wafer surface for measuring metrology errors with respect to a plurality of wavelengths according to Example 1. FIG.
21A and 21B are sequence diagrams for measuring a measurement error within a wafer surface with respect to a plurality of wavelengths according to Example 1. FIG.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 유리한 실시형태에 대해서 실시예를 사용해서 설명한다. 각 도면에서, 동일한 부재 또는 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략하거나 간략화한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, advantageous embodiment of this invention is demonstrated using an Example. In each drawing, the same reference numerals are assigned to the same members or elements, and overlapping descriptions are omitted or simplified.

(제1 실시형태)(First embodiment)

도 2는 실시예 1의 임프린트 장치(1)의 구성을 도시하는 도면이다. 이 임프린트 장치(1)는, 반도체 디바이스 등의 디바이스의 제조에 사용되고, 피처리체인 웨이퍼(기판) 상의 미경화 수지(레지스트)(9)를 몰드(몰드 또는 마스크)(7)를 사용해서 성형하며, 수지(9)의 패턴을 기판 상에 형성(전사)하는 장치이다. 여기서, 수지(9)는 예를 들어 자외선 등에 의해 경화되는 수지이다. 실시예 1의 임프린트 장치(1)는 광경화법을 채용한다. 또한, 이하의 도면에서는, 몰드(7) 및 웨이퍼(8)에 평행한 평면 내에서 서로 직교하는 X축 및 Y축을 설정하고, X축 및 Y축에 수직인 방향에서 Z축을 설정한다. 이 임프린트 장치(1)는, UV 조사 유닛(2), 계측 광학계(3), 몰드 보유지지 유닛(4), 웨이퍼 스테이지(5), 도포 유닛(6), 취득 유닛(도시되지 않음), 및 제어 유닛(12)을 구비한다.FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the imprint apparatus 1 of the first embodiment. This imprint apparatus 1 is used for the manufacture of devices such as semiconductor devices, and uses a mold (mold or mask) 7 to mold an uncured resin (resist) 9 on a wafer (substrate) as a processing target. , a device for forming (transferring) a pattern of resin 9 on a substrate. Here, the resin 9 is a resin which is hardened|cured by an ultraviolet-ray etc., for example. The imprint apparatus 1 of Example 1 employs a photocuring method. In addition, in the following drawings, X and Y axes orthogonal to each other in a plane parallel to the mold 7 and the wafer 8 are set, and the Z axis is set in a direction perpendicular to the X and Y axes. The imprint apparatus 1 includes a UV irradiation unit 2 , a measurement optical system 3 , a mold holding unit 4 , a wafer stage 5 , an application unit 6 , an acquisition unit (not shown), and A control unit (12) is provided.

UV 조사 유닛(2)은, 몰드(7)와 웨이퍼(8) 상의 수지(9)를 서로 접촉시키는 몰드 가압 처리 후에, 수지(9)를 경화시키기 위해서 몰드(7)에 자외선을 조사하는 UV 조사 장치이다. 이 UV 조사 유닛(2)은, 광원(도시되지 않음), 및 광원으로부터 방출되는 자외선을 피조사면이 되는 후술하는 요철 패턴(7a)에 미리정해진 형상으로 균일하게 조사하기 위한 복수의 광학 소자로 구성된다. 특히, UV 조사 유닛(2)에 의한 광의 조사 영역(조사 범위)은, 요철 패턴(7a)의 표면적과 대략 동일하거나 요철 패턴(7a)의 표면적보다 약간 큰 것이 바람직하다. 이것은, 조사 영역을 필요 최소한으로 함으로써, 조사에 수반하는 열에 기인하는 몰드(7) 또는 웨이퍼(8)의 팽창 및 수지(9)에 전사되는 패턴에서의 위치 어긋남 또는 왜곡의 발생을 억제하기 위해서이다. 또한, 웨이퍼(8) 등에 의해 반사된 자외선이 도포 유닛(6)(후술함)에 도달하고 도포 유닛(6)의 토출부에 잔류하는 수지(9)를 경화시키는 것에 의해, 이후의 도포 유닛(6)의 동작에서 이상이 발생하는 것을 방지하기 위해서이기도 하다. 여기서, 광원과 관련해서는, 예를 들어 고압 수은 램프, 각종 엑시머 램프, 엑시머 레이저 또는 발광 다이오드가 채용될 수 있다. 이 광원은 수지(9)(수광체)의 특성에 따라서 적절히 선택된다. 그러나, 실시예 1은 광원의 종류, 수, 파장 등에 한정되지 않는다.The UV irradiation unit 2 is configured to irradiate the mold 7 with ultraviolet rays in order to harden the resin 9 after the mold pressurization process for bringing the mold 7 and the resin 9 on the wafer 8 into contact with each other. it is a device This UV irradiation unit 2 is composed of a light source (not shown), and a plurality of optical elements for uniformly irradiating ultraviolet rays emitted from the light source in a predetermined shape to an uneven pattern 7a, which will be described later, which is a surface to be irradiated. do. In particular, it is preferable that the irradiation area (irradiation range) of light by the UV irradiation unit 2 is approximately equal to the surface area of the concave-convex pattern 7a or slightly larger than the surface area of the concave-convex pattern 7a. This is to suppress the expansion of the mold 7 or wafer 8 due to the heat accompanying the irradiation and the occurrence of misalignment or distortion in the pattern transferred to the resin 9 by minimizing the irradiation area. . In addition, ultraviolet rays reflected by the wafer 8 or the like reach the application unit 6 (to be described later) and cure the resin 9 remaining in the discharge portion of the application unit 6, whereby the subsequent application unit ( It is also to prevent an abnormality from occurring in the operation of 6). Here, in relation to the light source, for example, a high-pressure mercury lamp, various excimer lamps, excimer lasers, or light emitting diodes may be employed. This light source is appropriately selected according to the characteristics of the resin 9 (light-receiving body). However, Example 1 is not limited to the type, number, wavelength, and the like of the light sources.

계측 광학계(조명 유닛 및 계측 유닛)(3)는, 몰드(7)에 배치된 몰드 마크(10)와 웨이퍼(8)에 배치된 웨이퍼 마크(11)를 광학적으로 검출해서 양 마크의 상대 위치를 계측하기 위한 광학계이다. 또한, 계측 광학계(3)는 정렬 광원(23)으로부터의 조명광에 의해 웨이퍼(8) 등의 대상물을 조명하도록 구성되는 조명 유닛의 일부로서 기능한다. 또한, 계측 광학계(3)는 조명광으로 조명된 대상물로부터의 광을 검출함으로써 대상물의 상대 위치를 계측하도록 구성되는 계측 유닛의 일부로서도 기능한다. 또한, 계측 광학계(3)는 그 광축이 몰드(7) 또는 웨이퍼(8)에 대하여 수직이 되도록 배치된다. 또한, 계측 광학계(3)는 몰드 마크(10) 또는 웨이퍼 마크(11)의 위치에 따라 X축 방향 및 Y축 방향으로 구동될 수 있도록 구성된다. 또한, 계측 광학계(3)는 몰드 마크(10) 또는 웨이퍼 마크(11)의 위치에 광학계의 초점을 정렬시키기 위해서 Z축 방향으로도 구동될 수 있도록 구성된다. 계측 광학계(3)에 의해 계측된 몰드(7)와 웨이퍼(8)의 상대 위치의 정보에 기초하여 웨이퍼 스테이지(5) 또는 배율 보정 기구의 구동이 제어된다. 계측 광학계(3)와 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)(정렬 마크)에 대해서는 아래에서 상세하게 설명한다.The measurement optical system (illumination unit and measurement unit) 3 optically detects the mold mark 10 disposed on the mold 7 and the wafer mark 11 disposed on the wafer 8 to determine the relative positions of both marks. It is an optical system for measuring. Further, the measurement optical system 3 functions as a part of an illumination unit configured to illuminate an object such as the wafer 8 by the illumination light from the alignment light source 23 . Further, the measurement optical system 3 also functions as a part of a measurement unit configured to measure the relative position of the object by detecting light from the object illuminated with the illumination light. Further, the measurement optical system 3 is arranged so that its optical axis is perpendicular to the mold 7 or the wafer 8 . Further, the measurement optical system 3 is configured to be able to be driven in the X-axis direction and the Y-axis direction depending on the position of the mold mark 10 or the wafer mark 11 . Further, the measurement optical system 3 is configured to be able to be driven also in the Z-axis direction in order to align the focus of the optical system to the position of the mold mark 10 or the wafer mark 11 . The driving of the wafer stage 5 or the magnification correction mechanism is controlled based on the information on the relative positions of the mold 7 and the wafer 8 measured by the measurement optical system 3 . The measurement optical system 3, the mold mark 10, and the wafer mark 11 (alignment mark) will be described in detail below.

몰드 보유지지 유닛(4)은 진공 흡착력 또는 정전기력에 의해 몰드(7)를 끌어 당겨서 보유지지하는 몰드 보유지지 유닛이다. 이 몰드 보유지지 유닛(4)은, 몰드 척(도시되지 않음)과, 웨이퍼(8) 위에 도포된 수지(9)에 몰드(7)를 가압하기 위해서 몰드 척을 Z축 방향으로 구동하는 몰드 구동 기구를 포함한다. 또한, 몰드 보유지지 유닛(4)은, 몰드(7)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 변형시켜서 수지(9)에 전사되는 패턴의 왜곡을 보정하는 몰드 배율 보정 기구도 포함한다. 임프린트 장치(1)에서의 몰드 가압 및 몰드 분리의 각 동작은 이렇게 몰드(7)를 Z 방향으로 이동시킴으로써 실현될 수 있다. 그러나, 예를 들어 상기 동작은 웨이퍼 스테이지(5)(웨이퍼(8))를 Z 방향으로 이동시킴으로써 실현될 수 있거나, 또는 그 양쪽을 이동시킬 수 있다.The mold holding unit 4 is a mold holding unit that pulls and holds the mold 7 by vacuum suction force or electrostatic force. The mold holding unit 4 includes a mold chuck (not shown) and a mold drive that drives the mold chuck in the Z-axis direction in order to press the mold 7 against the resin 9 applied on the wafer 8 . includes instruments. Further, the mold holding unit 4 also includes a mold magnification correction mechanism for correcting the distortion of the pattern transferred to the resin 9 by deforming the mold 7 in the X-axis direction and the Y-axis direction. Each operation of mold pressing and mold separation in the imprint apparatus 1 can be realized by moving the mold 7 in the Z direction in this way. However, for example, the above operation can be realized by moving the wafer stage 5 (wafer 8) in the Z direction, or it can move both of them.

웨이퍼 스테이지(5)는, 웨이퍼(8)를 예를 들어 XY 평면 내에서 이동시킬 수 있는 방식으로 진공 흡착을 사용하여 보유지지하는 웨이퍼 보유지지부(기판 보유지지부)이다.The wafer stage 5 is a wafer holder (substrate holder) that holds the wafer 8 using vacuum suction in a manner capable of moving, for example, in the XY plane.

도포 유닛(디스펜서)(6)은 웨이퍼(8) 상의 일부를 수지(미경화 수지)(9)로 도포하도록 구성되는 도포 유닛이다. 여기서, 예를 들어, 수지(9)는 자외선을 수광할 때 경화되는 성질을 갖는 광경화성 수지이며 반도체 디바이스의 종류에 따라 적절히 선택된다. 도포 유닛(6)은, 도 2에 도시된 바와 같이 임프린트 장치(1)의 내부에 설치되지 않고, 외부 도포 장치를 별도로 준비하고 이 도포 장치에 의해 미리 수지(9)를 도포한 웨이퍼(8)를 임프린트 장치(1) 내로 도입함으로써 실현되는 구성을 가질 수 있다. 이 구성에 따르면, 임프린트 장치(1) 내부에서의 도포 단계가 제거되기 때문에, 임프린트 장치(1)에서의 처리가 신속해질 수 있다. 또한, 도포 유닛(6)이 더 이상 필요하지 않기 때문에, 임프린트 장치(1) 전체에 있어서의 제조 비용을 억제할 수 있다.The application unit (dispenser) 6 is an application unit configured to apply a part on the wafer 8 with a resin (uncured resin) 9 . Here, for example, the resin 9 is a photocurable resin having a property of being cured when receiving ultraviolet light, and is appropriately selected according to the type of the semiconductor device. The application unit 6 is not installed inside the imprint apparatus 1 as shown in FIG. 2, but an external application apparatus is separately prepared and the resin 9 is applied to the wafer 8 by this application apparatus in advance. can have a configuration realized by introducing into the imprint apparatus 1 . According to this configuration, since the application step inside the imprint apparatus 1 is eliminated, the processing in the imprint apparatus 1 can be accelerated. Moreover, since the application unit 6 is no longer required, the manufacturing cost in the imprint apparatus 1 as a whole can be suppressed.

또한, 몰드(7)는, 웨이퍼(8)에 대면하는 표면에 미리정해진 패턴(예를 들어, 회로 패턴 등의 요철 패턴(7a))이 3차원 형상으로 형성된 몰드이다. 몰드(7)의 재료는 자외선을 투과시킬 수 있는 석영 등이다. 또한, 예를 들어, 웨이퍼(8)는 단결정 실리콘으로 이루어지는 피처리체이며, 그 피처리면에는 몰드(7)에 의해 성형되는 수지(9)가 도포된다. 취득 유닛(도시되지 않음)은 후술하는 적어도 2종류 이상의 조정된 파장의 광 강도의 비율(강도비)의 정보를 취득한다.Further, the mold 7 is a mold in which a predetermined pattern (for example, an uneven pattern 7a such as a circuit pattern) is formed in a three-dimensional shape on a surface facing the wafer 8 . The material of the mold 7 is quartz or the like capable of transmitting ultraviolet rays. In addition, for example, the wafer 8 is a target body made of single crystal silicon, and the target surface is coated with a resin 9 molded by a mold 7 . An acquisition unit (not shown) acquires information of a ratio (intensity ratio) of light intensities of at least two or more types of adjusted wavelengths, which will be described later.

제어 유닛(12)은 UV 조사 유닛(2), 계측 광학계(3), 몰드 보유지지 유닛(4), 웨이퍼 스테이지(5) 및 도포 유닛(6)을 제어한다. 제어 유닛(12)은, 예를 들어 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 프로그램이 내장된 컴퓨터, 또는 이들의 전부 또는 일부의 조합으로 구성될 수 있다. FPGA는 프로그램가능 논리 디바이스(PLD) 또는 주문형 집적 회로(ASIC)를 포함할 수 있다. 제어 유닛(12)은, 메모리를 내장하고, 컴퓨터로서의 CPU를 내장하며, 예를 들어 메모리에 저장(보존)된 관계식, 파라미터, 또는 컴퓨터 프로그램에 기초하여 장치 전체의 각종 동작을 실행하도록 구성되는 제어 유닛으로서 기능한다. 또한, 위치 계측 장치는 제어 유닛(12), 정렬 광원(23), 계측 광학계(3) 등에 의해 구성된다.The control unit 12 controls the UV irradiation unit 2 , the measurement optical system 3 , the mold holding unit 4 , the wafer stage 5 , and the application unit 6 . The control unit 12 may be composed of, for example, a field programmable gate array (FPGA), a computer having an embedded program, or a combination of all or part thereof. FPGAs may include programmable logic devices (PLDs) or application specific integrated circuits (ASICs). The control unit 12 has a built-in memory, a built-in CPU as a computer, and a control configured to execute various operations of the entire apparatus based on, for example, relational expressions, parameters, or computer programs stored (saved) in the memory. function as a unit. Further, the position measurement device is constituted by the control unit 12 , the alignment light source 23 , the measurement optical system 3 , and the like.

이어서, 임프린트 장치(1)에 의해 수행되는 임프린트 처리에 대해서 설명한다. 먼저, 기판 반송 유닛(도시되지 않음)에 의해 웨이퍼(8)를 웨이퍼 스테이지(5)에 반송하고, 이 웨이퍼(8)를 적재 및 고정시킨다. 계속해서, 웨이퍼 스테이지(5)를 도포 유닛(6)의 도포 위치로 이동시킨다. 그 후, 도포 단계로서, 도포 유닛(6)은 웨이퍼(8)의 미리정해진 패턴 형성 영역(샷 영역)에 수지(9)를 도포한다(도포 단계). 이어서, 웨이퍼(8) 상의 도포면이 몰드(7) 바로 아래에 위치하도록 웨이퍼 스테이지(5)를 이동시킨다. 이어서, 몰드 구동 기구를 구동시켜, 웨이퍼(8) 상의 수지(9)에 몰드(7)를 가압하는 몰드 가압을 수행한다(몰드 가압). 이때, 수지(9)는 몰드(7)의 몰드 가압에 의해 몰드(7)에 형성된 요철 패턴(7a)을 따라 유동한다. 또한, 이 상태에서, 웨이퍼(8) 및 몰드(7)에 배치된 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치를 계측 광학계(3)에 의해 검출(계측)하고, 웨이퍼 스테이지(5)를 구동함으로써 몰드(7)의 몰드 가압면과 웨이퍼(8)의 도포면을 정렬시킨다. 또한, 배율 보정 기구(도시되지 않음)에 의해 몰드(7)에 대해 배율 보정 등을 행한다. 여기서, 웨이퍼 스테이지(정렬 유닛)(5)는 몰드(7)와 웨이퍼(8)를 정렬시키도록 구성되는 정렬 유닛으로서 기능한다. 요철 패턴(7a)으로의 수지(9)의 유동, 몰드(7)와 웨이퍼(8) 사이의 정렬, 몰드의 배율 보정 등이 충분히 행해진 단계에서, UV 조사 유닛(2)은 몰드(7)의 배면(상면)으로부터 자외선을 몰드(7)에 조사하고 몰드(7)를 투과한 자외선을 사용하여 수지(9)를 경화시킨다(경화 단계). 이때, 계측 광학계(3)는 자외선의 광로를 가로막지 않게 퇴피되도록 구성된다. 계속해서, 몰드 구동 기구를 다시 구동시켜, 몰드(7)를 웨이퍼(8)로부터 분리하는 몰드 분리를 행한다(몰드 분리 단계). 이에 의해, 몰드(7)의 요철 패턴(7a)이 웨이퍼(8) 상에 전사(형성)된다(패턴 형성 단계).Next, the imprint process performed by the imprint apparatus 1 will be described. First, the wafer 8 is transferred to the wafer stage 5 by a substrate transfer unit (not shown), and the wafer 8 is loaded and fixed. Then, the wafer stage 5 is moved to the application position of the application unit 6 . Then, as an application step, the application unit 6 applies the resin 9 to a predetermined pattern formation area (shot area) of the wafer 8 (application step). Then, the wafer stage 5 is moved so that the coated surface on the wafer 8 is located directly under the mold 7 . Then, the mold driving mechanism is driven to perform mold pressurization to press the mold 7 against the resin 9 on the wafer 8 (mold pressurization). At this time, the resin 9 flows along the concave-convex pattern 7a formed in the mold 7 by the mold pressurization of the mold 7 . Further, in this state, the relative positions of the mold mark 10 and the wafer mark 11 arranged on the wafer 8 and the mold 7 are detected (measured) by the measurement optical system 3, and the wafer stage 5 ) to align the mold pressing surface of the mold 7 and the coated surface of the wafer 8 . Further, a magnification correction or the like is performed on the mold 7 by a magnification correction mechanism (not shown). Here, the wafer stage (alignment unit) 5 functions as an alignment unit configured to align the mold 7 and the wafer 8 . At a stage in which the flow of the resin 9 to the concave-convex pattern 7a, the alignment between the mold 7 and the wafer 8, correction of the magnification of the mold, etc. have been sufficiently performed, the UV irradiation unit 2 Ultraviolet rays are irradiated to the mold 7 from the rear surface (upper surface), and the resin 9 is cured using the ultraviolet rays transmitted through the mold 7 (curing step). At this time, the measurement optical system 3 is configured to be retracted so as not to block the optical path of the ultraviolet rays. Then, the mold driving mechanism is driven again to perform mold separation for separating the mold 7 from the wafer 8 (mold separation step). Thereby, the uneven pattern 7a of the mold 7 is transferred (formed) onto the wafer 8 (pattern forming step).

계속해서, 계측 광학계(3)와 몰드(7) 및 웨이퍼(8)에 각각 배치된 정렬을 위한 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)의 상세를 설명한다. 도 3은 실시예 1의 계측 광학계(3)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.Subsequently, the details of the mold mark 10 and the wafer mark 11 for alignment arranged on the measurement optical system 3 and the mold 7 and the wafer 8, respectively, will be described. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the measurement optical system 3 of the first embodiment.

계측 광학계(3)는 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)로 구성된다. 검출 광학계(21)는 조명 광학계(22)에 의해 조명된 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)로부터의 회절광의 광선 사이의 간섭에 의해 발생하는 간섭 무늬(무아레 무늬)의 상을 촬상 소자(25) 위에 결상한다. 검출 광학계(21)는 후술하는 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 상대 위치를 검출한다. 또한, 제어 유닛(12) 등은 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)로부터의 회절광을 계측하고 웨이퍼(8)의 상대 위치를 계측하도록 구성되는 계측 유닛으로서도 기능한다. 조명 광학계(22)는, 정렬 광원(23)으로부터의 광을 프리즘(24) 등을 사용하여 검출 광학계(21)와 동일한 광축상으로 유도하고 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)를 조명하도록 구성되는 조명 유닛의 일부를 구성한다. 예를 들어, 수지(9)를 경화시키는 자외선을 포함하지 않는 가시광선 또는 적외선을 조사하도록 구성되는 할로겐 램프, LED, 반도체 레이저(LD), 고압 수은 램프, 또는 메탈 할라이드 램프가 정렬 광원(23)으로서 사용된다. 또한, 정렬 광원(23)은 조명 유닛의 일부를 구성한다. 검출 광학계(21) 및 조명 광학계(22)는 그것들을 구성하는 광학 부재의 일부를 공유하도록 구성되고, 프리즘(24)은 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)의 퓨필면 또는 그 근방에 배치된다.The measurement optical system 3 is composed of a detection optical system 21 and an illumination optical system 22 . The detection optical system 21 captures an image of an interference fringe (moire fringe) generated by interference between the rays of the diffracted light from the wafer mark 11 and the mold mark 10 illuminated by the illumination optical system 22 to the imaging device ( 25) image above. The detection optical system 21 detects the relative positions of the diffraction grating 41 and the diffraction grating 42 which will be described later. Further, the control unit 12 or the like also functions as a measurement unit configured to measure the diffracted light from the mold mark 10 and the wafer mark 11 and measure the relative position of the wafer 8 . The illumination optical system 22 guides the light from the alignment light source 23 onto the same optical axis as the detection optical system 21 using a prism 24 or the like, and illuminates the mold mark 10 and the wafer mark 11 . It constitutes a part of the constituted lighting unit. For example, a halogen lamp, LED, semiconductor laser (LD), high-pressure mercury lamp, or metal halide lamp configured to irradiate visible or infrared light that does not contain ultraviolet light to cure the resin 9 is the alignment light source 23 . is used as Further, the alignment light source 23 constitutes a part of the lighting unit. The detection optical system 21 and the illumination optical system 22 are configured to share a part of an optical member constituting them, and the prism 24 is disposed on or near the pupil surface of the detection optical system 21 and the illumination optical system 22 . do.

몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)(정렬 마크) 각각은 회절 격자로 구성되며 주기적인 패턴을 갖는다. 검출 광학계(21)는 조명 광학계(22)에 의해 조명된 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)로부터의 회절광의 광선 사이의 간섭에 의해 발생하는 간섭 무늬(무아레 무늬)의 상을 촬상 소자(25) 위에 결상한다. 촬상 소자(25)로서 CCD, CMOS 등이 사용된다. 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)의 회절광을 사용하여 간섭 무늬(무아레 무늬)를 발생시키기 때문에, 몰드(7) 및 웨이퍼(8)의 회절 효율에 따라 얻어지는 무아레 무늬의 광량이 변화한다. 특히, 회절 효율은 파장에 대하여 주기적으로 변화하기 때문에, 무아레 무늬를 효율적으로 검출할 수 있는 파장과 무아레 무늬를 검출하는 것이 어려운 파장이 나타난다. 무아레 무늬를 검출하는 것이 어려운 파장의 광은 노이즈가 될 수 있다.Each of the mold mark 10 and the wafer mark 11 (alignment mark) is constituted by a diffraction grating and has a periodic pattern. The detection optical system 21 captures an image of an interference fringe (moire fringe) generated by interference between the rays of the diffracted light from the wafer mark 11 and the mold mark 10 illuminated by the illumination optical system 22 to the imaging device ( 25) image above. As the image pickup device 25, CCD, CMOS, or the like is used. Since the diffracted light of the mold mark 10 and the wafer mark 11 is used to generate an interference fringe (moire fringe), the amount of light of the obtained moire fringe varies depending on the diffraction efficiency of the mold 7 and the wafer 8. . In particular, since the diffraction efficiency periodically changes with respect to a wavelength, a wavelength capable of efficiently detecting a moire fringe and a wavelength at which it is difficult to detect a moire fringe appear. Light of a wavelength for which it is difficult to detect a moire fringe may become noise.

프리즘(24)의 접합면에는, 조명 광학계의 퓨필면의 주변 부분의 광을 반사하기 위한 반사막(24a)이 구성된다. 또한, 반사막(24a)은 검출 광학계(21)의 퓨필의 크기(또는 검출 NA:NAo)를 규정하는 개구 조리개로서도 작용한다. 여기서, 프리즘(24)은 접합면에 반투명막을 갖는 하프 프리즘, 프리즘에 한하지 않고 외측 표면에 반사막이 형성된 판상 광학 소자 등일 수 있다. 또한, 도 3의 프리즘(24)의 주변 부분이 투과부로서 기능하고, 중심 부분이 반사부로서 기능하며, 정렬 광원(23)과 촬상 소자(25)의 위치가 교체되는 구성이 적용될 수 있다.On the bonding surface of the prism 24, a reflective film 24a for reflecting the light of the peripheral portion of the pupil surface of the illumination optical system is constituted. The reflective film 24a also functions as an aperture stop that defines the size of the pupil of the detection optical system 21 (or detection NA:NAo). Here, the prism 24 may be a half prism having a semi-transparent film on the bonding surface, a plate-shaped optical element having a reflective film on the outer surface, etc., not limited to the prism. Also, a configuration in which the peripheral portion of the prism 24 of FIG. 3 functions as a transmitting portion, and the central portion functions as a reflecting portion, and the positions of the alignment light source 23 and the image pickup device 25 are exchanged can be applied.

또한, 실시예 1에 따른 프리즘(24)이 배치되는 위치는 반드시 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)의 퓨필면 또는 그 근방이 아니어도 된다. 도 4는 이러한 계측 광학계(3)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 이 경우의 계측 광학계(3)의 구성에서는, 도 4에 도시된 바와 같이 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)는 각각 퓨필면에 개구 조리개(26 및 27)를 갖는다. 또한, 프리즘(24)으로서는 그 접합면에 반투명막을 갖는 하프 프리즘 등이 사용된다.In addition, the position at which the prism 24 according to the first embodiment is disposed does not necessarily need to be on or near the pupil surfaces of the detection optical system 21 and the illumination optical system 22 . 4 is a diagram showing an example of the configuration of such a measurement optical system 3 . In the configuration of the measurement optical system 3 in this case, as shown in FIG. 4 , the detection optical system 21 and the illumination optical system 22 have aperture stop 26 and 27 on the pupil surface, respectively. In addition, as the prism 24, a half prism or the like having a semi-transparent film on its bonding surface is used.

도 1은 실시예 1에 따른 정렬 광원(23)의 상세를 도시하는 도면이다. 도 1a는 정렬 광원(23)의 일례를 도시하는 개략도이며, 도 1b는 파이버 단부면(32)의 일례를 도시하는 개략도이다. 도 1a에서의 정렬 광원(23)에서, 예를 들어 반도체 레이저가 복수의 발광 소자인 광원(30a 내지 30g)으로서 구성된다. 또한, 광원(30a 내지 30g)은 반도체 레이저에 한하지 않는다. LED가 사용될 수 있거나, 할로겐 램프, 메탈 할라이드 램프, 고압 수은 램프, 또는 나트륨 램프 같은 램프가 사용될 수 있다. 또한, 각각의 광원은 혼합 방식으로 존재할 수 있다. 광원(30a 내지 30g)으로서 구성되는 반도체 레이저의 파장은 모든 광원(30a 내지 30g)에서 다를 수 있거나, 일부는 특정한 파장의 광량을 증가시키기 위해서 동일한 파장을 가질 수 있다. 그러나, 광원(30a 내지 30g)은 적어도 2종류 이상의 파장을 갖는다. 예를 들어, 광원은 제1 파장 및 제1 파장과는 상이한 파장 대역인 제2 파장을 갖는다. 또한, 도 1a에는 7개의 광원(30a 내지 30g)이 도시되어 있지만, 수는 7개로 한정되지 않는다. 적어도 1개의 광원이 제공되면 되고, 임의의 수의 광원이 적용될 수 있다. 계측 정밀도를 향상시키기 위해서는 파장의 선택에 대한 많은 대안을 갖는 것이 바람직하다. 반도체 레이저의 경우, 각 파장의 반도체 레이저를 개별적으로 온 및 오프할 수 있고 광량을 조정할 수 있는 장점이 있다.1 is a diagram showing details of an alignment light source 23 according to the first embodiment. FIG. 1A is a schematic diagram showing an example of the alignment light source 23 , and FIG. 1B is a schematic diagram showing an example of the fiber end face 32 . In the alignment light source 23 in Fig. 1A, for example, a semiconductor laser is configured as light sources 30a to 30g which are a plurality of light emitting elements. In addition, the light sources 30a to 30g are not limited to semiconductor lasers. An LED may be used, or a lamp such as a halogen lamp, a metal halide lamp, a high pressure mercury lamp, or a sodium lamp may be used. Also, each of the light sources may be present in a mixed manner. The wavelength of the semiconductor laser configured as the light sources 30a to 30g may be different in all the light sources 30a to 30g, or some may have the same wavelength in order to increase the amount of light of a specific wavelength. However, the light sources 30a to 30g have at least two or more wavelengths. For example, the light source has a first wavelength and a second wavelength that is a different wavelength band from the first wavelength. Also, although seven light sources 30a to 30g are illustrated in FIG. 1A , the number is not limited to seven. At least one light source may be provided, and any number of light sources may be applied. It is desirable to have many alternatives to the choice of wavelength in order to improve the measurement precision. In the case of a semiconductor laser, the semiconductor laser of each wavelength can be individually turned on and off and the amount of light can be adjusted.

분기 파이버(7 대 1 분기 파이버)(31)는 한쪽의 단부가 분리되고 다른쪽의 단부가 묶이는(bundling) 복수의 파이버 와이어로 구성된다. 한쪽의 단부는 복수의 광원(30a 내지 30g)에 연결되며 다른 쪽의 단부는 옵티컬 로드(33)에 연결된다. 실시예 1에서, 분기 파이버는 7개의 파이버 와이어로 구성된다. 그러나, 수는 이것으로 제한되지 않으며, 임의의 수가 적용될 수 있다. 도 1b에서의 파이버 단부면(32)에서, 음영처리부는 파이버의 코어를 나타낸다. 예를 들어, 각 파이버의 코어 직경이 Φ0.4mm인 경우, 묶인 파이버 단부면(32)의 직경은 클래드 부분(clad part)을 포함해서 대략 Φ1.3mm일 수 있다. 7개의 파이버 와이어는 면적이 확장되지 않도록 묶인다. 그러나, 이들은 직선으로 배치될 수 있거나, 동심원으로 배치될 수 있거나, 또는 상이한 형상이 형성되도록 배치될 수 있다. 광원(30a 내지 30g)으로부터의 광선은 각각 7개의 파이버로 도광되고 파이버 단부면(32)으로 통합된다. 분기 파이버(31)를 사용해서 각 파장의 반도체 레이저를 합성하기 때문에, 반도체 레이저의 배치 자유도가 증가하고 교환 시의 조정이 용이하다는 장점이 있다.The branched fiber (7-to-1 branched fiber) 31 is composed of a plurality of fiber wires in which one end is separated and the other end is bundled. One end is connected to the plurality of light sources 30a to 30g and the other end is connected to the optical rod 33 . In Embodiment 1, the branch fiber is composed of 7 fiber wires. However, the number is not limited thereto, and any number may be applied. In the fiber end face 32 in FIG. 1B, the shaded portion represents the core of the fiber. For example, when the core diameter of each fiber is ?0.4mm, the diameter of the bundled fiber end face 32 may be approximately ?1.3mm including the clad part. Seven fiber wires are tied so that the area does not expand. However, they may be arranged in a straight line, may be arranged concentrically, or may be arranged to form different shapes. Light rays from the light sources 30a to 30g are each guided into seven fibers and integrated into the fiber end face 32 . Since the semiconductor lasers of the respective wavelengths are synthesized using the branched fibers 31, there are advantages in that the degree of freedom in arrangement of the semiconductor lasers is increased and adjustment at the time of replacement is easy.

정렬 광원(23)은, 복수의 파장을 포함하는 조명광을 발생시키기 위해서, 넓은 파장 대역(넓은 파장 대역)의 파장 분포를 갖는 램프 광원을 포함한다. 또한, 정렬 광원(23)은, 램프 광원에 의해 발생되는 광의 장파장측을 차단하는 장파장 커트 필터와 램프 광원에 의해 발생되는 광의 단파장측을 차단하는 단파장 커트 필터를 포함할 수 있다. 장파장 커트 필터 및 단파장 커트 필터는 조사 위치에 따라 투과 대역이 연속적으로 변화하는 파장 커트 필터일 수 있다. 이러한 파장 커트 필터를 사용함으로써, 특정한 파장을 투과시킬 수 있다.The alignment light source 23 includes a lamp light source having a wavelength distribution of a wide wavelength band (broad wavelength band) in order to generate illumination light including a plurality of wavelengths. Further, the alignment light source 23 may include a long-wavelength cut filter for blocking the long-wavelength side of the light generated by the lamp light source and a short-wavelength cut filter for blocking the short-wavelength side of the light generated by the lamp light source. The long wavelength cut filter and the short wavelength cut filter may be wavelength cut filters in which a transmission band continuously changes according to an irradiation position. By using such a wavelength cut filter, a specific wavelength can be transmitted.

옵티컬 로드(33)는, 광원(30a 내지 30g)으로부터 방출된 광을 묶고 광을 옵티컬 로드(33)에 입사시키는 옵티컬 인터그레이터의 일례이다. 즉, 옵티컬 로드(33)는 옵티컬 로드(33)로부터 방출되는 광의 공간 광 강도 분포를 균일화할 수 있다. 또한, 분포를 균일화할 수 있는 다른 옵티컬 인터그레이터가 사용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로렌즈 어레이가 채용될 수 있다.The optical rod 33 is an example of an optical integrator that bundles the light emitted from the light sources 30a to 30g and makes the light incident on the optical rod 33 . That is, the optical rod 33 may equalize the spatial light intensity distribution of the light emitted from the optical rod 33 . Also, other optical integrators capable of uniform distribution may be used. For example, a microlens array may be employed.

합성 방법은 파이버(특수 파이버)를 사용한 합성으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 다이크로익 미러를 사용해서 상이한 파장을 갖는 광선을 합성하는 방법이 적용될 수 있거나, 또는 편광 빔 스플리터, 하프 미러 등을 사용해서 합성을 행할 수 있다. 합성 방법은 배치 장소의 공간, 반도체 레이저의 파장, 부품 비용 등을 고려해서 적절히 선택될 수 있다.The synthesis method is not limited to synthesis using fibers (special fibers). For example, a method of synthesizing light rays having different wavelengths using a dichroic mirror may be applied, or synthesizing may be performed using a polarizing beam splitter, a half mirror, or the like. The synthesizing method may be appropriately selected in consideration of the space of the arrangement site, the wavelength of the semiconductor laser, the cost of components, and the like.

옵티컬 로드(33)로부터 방출되는 광은 ND 필터(34)를 통과하고, 따라서 강도가 조정(광량의 조정)될 수 있다. ND 필터(34)는 통과하는 광 강도를 조정할 수 있는 소자이다. 예를 들어, 그 투과율은 석영에 부여된 금속막의 종류나 막 두께에 의해 조정될 수 있다. ND 필터(34)에 관해서는, 예를 들어 정렬 광원(23)을 위한 광량을 조정하기 위해서 투과율이 서로 다른 복수 종류의 상이한 필터를 준비하고, 복수의 필터를 필요한 광량에 따라서 전환될 수 있는 방식으로 광로 내에 삽입할 수 있다. 대안적으로, ND 필터(34)는 광이 투과하는 위치에 따라서 투과율이 연속적으로 변화하는 필터일 수 있다. 이 경우, 광로에 대한 ND 필터(34)의 위치에 따라 투과율이 조정될 수 있다. 또한, 광원(30a 내지 30g) 각각에 의해 발생되는 광 강도는, 예를 들어 광원(30a 내지 30g)에 개별적으로 공급되는 전류를 사용하여 조정될 수 있다. 또한, 광원(30a 내지 30g) 각각에 의해 발생되는 광 강도는 ND 필터(34)의 위치를 조정함으로써 조정될 수 있으며 양자의 조합에 의해 조정될 수 있다.Light emitted from the optical rod 33 passes through the ND filter 34, so that the intensity (adjustment of the amount of light) can be adjusted. The ND filter 34 is an element that can adjust the intensity of the light passing therethrough. For example, its transmittance can be adjusted by the type or film thickness of the metal film imparted to the quartz. As for the ND filter 34, for example, in order to adjust the amount of light for the alignment light source 23, a plurality of types of different filters having different transmittances are prepared, and the plurality of filters can be switched according to the required amount of light. can be inserted into the optical path. Alternatively, the ND filter 34 may be a filter whose transmittance continuously changes according to a position through which light transmits. In this case, the transmittance may be adjusted according to the position of the ND filter 34 with respect to the optical path. Further, the light intensity generated by each of the light sources 30a to 30g can be adjusted using, for example, electric current supplied individually to the light sources 30a to 30g. Further, the light intensity generated by each of the light sources 30a to 30g can be adjusted by adjusting the position of the ND filter 34 and can be adjusted by a combination of both.

ND 필터(34)로부터 방출되는 광은 확산판(35)을 통과하고, 파이버(36)에 광이 조사된다. 광원(30a 내지 30g)의 전부 또는 일부로서 반도체 레이저를 채용하는 경우, 반도체 레이저에 의해 발생되는 광의 파장 대역은 좁다(수 nm). 따라서, 간섭으로 인해 관찰되는 상에서 노이즈(스페클 노이즈(speckle noise))가 발생할 수 있다. 여기서, 관찰되는 스페클 노이즈는 파형의 상태를 일시적으로 변화시키도록 확산판(35)을 회전시킴으로써 저감될 수 있다. 수 nm 정도의 계측 정밀도가 필요한 경우, 확산판(35)을 회전가능한 방식으로 구성함으로써 스페클 노이즈를 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 확산판(35)을 구동하는 방법은 회전에 한하지 않고, 확산판(35)은 확산판(35)의 설치 공간에 따라 시프트 이동되거나 광축 방향으로 구동될 수 있다.Light emitted from the ND filter 34 passes through the diffusion plate 35 , and the fiber 36 is irradiated with light. When a semiconductor laser is employed as all or part of the light sources 30a to 30g, the wavelength band of light generated by the semiconductor laser is narrow (several nm). Therefore, noise (speckle noise) may occur in the observed phase due to interference. Here, the observed speckle noise can be reduced by rotating the diffuser plate 35 to temporarily change the state of the waveform. When measurement precision on the order of several nm is required, it is preferable to eliminate speckle noise by configuring the diffuser plate 35 in a rotatable manner. In addition, the method of driving the diffuser plate 35 is not limited to rotation, and the diffuser plate 35 may be shifted or driven in the optical axis direction according to the installation space of the diffuser plate 35 .

도 5는, 정렬 광원(23)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 파이버(36)로부터 방출된 광은 조명광으로서 정렬 광원(23)으로부터 방출된다. 도 1의 예에서는, 하나의 파이버가 있다. 그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 하프 미러(37)가 분할(분기) 방식으로 광로에 배치될 수 있으며, 따라서 광선이 파이버(36a 및 36b)에 각각 입사하게 함으로써 2축을 위한 조명광을 얻을 수 있다. 또한, 분할수(분기수)를 변경함으로써, 2축에 한정되지 않고 복수 축을 위한 조명광을 얻을 수 있다. 광을 분할하는 방법(광을 분기하는 방법)은 하프 미러로 한정되지 않고, 미러를 배치함으로써 광의 빔이 부분적으로 분할될 수 있다.5 is a diagram showing an example of the configuration of the alignment light source 23 . The light emitted from the fiber 36 is emitted from the alignment light source 23 as illumination light. In the example of Fig. 1, there is one fiber. However, as shown in Fig. 5, the half mirror 37 can be arranged in the optical path in a dividing (branching) manner, so that the illumination light for the two axes can be obtained by making the light rays incident on the fibers 36a and 36b, respectively. have. In addition, by changing the number of divisions (number of branches), it is possible to obtain illumination light for a plurality of axes without being limited to two axes. The method of splitting the light (the method of splitting the light) is not limited to a half mirror, and by arranging the mirror, a beam of light can be partially split.

도 6은, 계측 광학계(3)의 조명 광학계(22)의 퓨필 강도 분포(IL1 내지 IL4)와 검출 광학계(21)의 개구수(NAO) 사이의 관계를 도시하는 도면이다. 실시예 1에서는, 조명 광학계(22)의 퓨필 강도 분포는 제1 극(IL1), 제2 극(IL2), 제3 극(IL3), 및 제4 극(IL4)을 포함한다. 조명 광학계(22)는, XY 평면에서 몰드 마크(10) 또는 웨이퍼 마크(11)의 패턴이 배열되는 방향(제1 방향)에 수직인 방향으로 입사하는 광과 상기 방향에 평행하게 입사하는 광에 의해 몰드 마크(10) 또는 웨이퍼 마크(11)를 조명할 수 있다. 상술한 바와 같이, 개구 조리개로서 기능하는 반사막(24a)을 조명 광학계(22)의 퓨필면에 배치하고 불필요한 광을 차광함으로써, 1개의 정렬 광원(23)으로부터 복수의 극, 즉 제1 극(IL1) 내지 제4 극(IL4)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 복수의 극을 갖는 퓨필 강도 분포를 형성하는 경우에는, 복수의 광원을 제공할 필요가 없다. 따라서, 계측 광학계(3)를 간략화 또는 소형화할 수 있다.FIG. 6 is a diagram showing the relationship between pupil intensity distributions IL1 to IL4 of the illumination optical system 22 of the measurement optical system 3 and the numerical aperture NAO of the detection optical system 21 . In Example 1, the pupil intensity distribution of the illumination optical system 22 includes a first pole IL1, a second pole IL2, a third pole IL3, and a fourth pole IL4. The illumination optical system 22 includes light incident in a direction perpendicular to the direction (first direction) in which the patterns of the mold marks 10 or wafer marks 11 are arranged in the XY plane and light incident parallel to the direction. It is possible to illuminate the mold mark 10 or the wafer mark 11 by this. As described above, by arranging the reflective film 24a functioning as an aperture stop on the pupil surface of the illumination optical system 22 and blocking unnecessary light, a plurality of poles, that is, the first pole IL1 from one alignment light source 23 ) to the fourth pole IL4 may be formed. In this way, when forming a pupil intensity distribution having a plurality of poles, it is not necessary to provide a plurality of light sources. Accordingly, the measurement optical system 3 can be simplified or downsized.

도 7은 무아레 무늬를 발생시키는 정렬 마크의 일례를 도시하는 도면이다. 이하, 도 7a 내지 도 7d를 참조하여, 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)로부터의 회절광에 의한 무아레의 발생 원리 및 무아레를 사용한 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치의 검출에 대해서 설명한다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 몰드 마크(10)로서 몰드(7)에 제공된 회절 격자(제1 회절 격자)(41) 및 웨이퍼 마크(11)로서 웨이퍼(8)에 제공된 회절 격자(제2 회절 격자)(42)는 계측 방향에서 패턴(격자)의 주기가 약간 다르다. 서로 상이한 격자 주기를 갖는 이러한 2개의 회절 격자를 중첩시키면, 2개의 회절 격자로부터의 회절광의 광선 사이의 간섭에 의해, 회절 격자 사이의 주기 차이를 반영한 주기를 갖는 패턴, 소위 무아레(무아레 무늬)가 나타난다. 이때, 회절 격자의 상대 위치에 따라 무아레의 위상이 변화한다. 그러므로, 무아레를 검출함으로써 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11) 사이의 상대 위치, 즉 몰드(7)와 웨이퍼(8)의 상대 위치를 구할 수 있다.Fig. 7 is a diagram showing an example of an alignment mark for generating a moire fringe. Hereinafter, with reference to FIGS. 7A to 7D , the principle of generating moire by diffracted light from the mold mark 10 and the wafer mark 11 and the relative position of the mold mark 10 and the wafer mark 11 using the moire detection will be described. As shown in FIG. 7 , a diffraction grating (first diffraction grating) 41 provided to the mold 7 as the mold mark 10 and a diffraction grating (second diffraction grating) provided to the wafer 8 as the wafer mark 11 (second diffraction grating) The grating) 42 has a slightly different period of the pattern (lattice) in the measurement direction. When these two diffraction gratings having different grating periods are superimposed, a pattern having a period reflecting the period difference between the diffraction gratings, a so-called moire pattern, is generated by interference between rays of diffracted light from the two diffraction gratings. appear. At this time, the phase of the moire changes according to the relative position of the diffraction grating. Therefore, the relative position between the mold mark 10 and the wafer mark 11, that is, the relative position between the mold 7 and the wafer 8, can be obtained by detecting the moire.

구체적으로는, 주기가 약간 다른 회절 격자(41)와 회절 격자(42)를 중첩시키면, 회절 격자(41 및 42)로부터의 회절광의 광선이 중첩된다. 그러므로, 도 7c에 도시된 바와 같이, 주기 사이의 차이를 반영한 주기를 갖는 무아레가 발생된다. 무아레에서, 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 상대 위치에 따라 명암의 위치(줄무늬의 위상)가 변화한다. 예를 들어, 회절 격자(41 및 42) 중 하나의 회절 격자를 X 방향으로 어긋나게 하면, 도 7c에 나타내는 무아레는 도 7d에 나타내는 무아레로 변화한다. 무아레는 회절 격자(41)와 회절 격자(42) 사이의 실제 위치 어긋남량을 확대시키고 큰 주기의 무늬로서 발생된다. 그러므로, 검출 광학계(21)가 낮은 해상력을 갖는 경우에도, 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 상대 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다.Specifically, when the diffraction grating 41 and the diffraction grating 42 having slightly different periods are superimposed, the rays of the diffracted light from the diffraction gratings 41 and 42 are superimposed. Therefore, as shown in Fig. 7C, moire having a period reflecting the difference between the periods is generated. In the moire, the position of light and dark (phase of the stripes) changes according to the relative positions of the diffraction grating 41 and the diffraction grating 42 . For example, when one of the diffraction gratings 41 and 42 is shifted in the X direction, the moire shown in Fig. 7C changes to the moire shown in Fig. 7D. Moire enlarges the amount of actual position shift between the diffraction grating 41 and the diffraction grating 42 and is generated as a pattern of a large period. Therefore, even when the detection optical system 21 has a low resolution, the relative positions of the diffraction grating 41 and the diffraction grating 42 can be detected with high accuracy.

무아레를 검출하기 위해서 회절 격자(41 및 42)를 명시야에서 검출하는 경우, 검출 광학계(21)는 회절 격자(41 및 42)로부터의 0차 광도 검출한다. 회절 격자(41 및 42)를 명시야에서 검출하는 경우는, 회절 격자(41 및 42)를 수직 방향에서 조명하고 회절 격자(41 및 42)에 의해 수직 방향으로 회절되는 회절광을 검출하는 경우를 포함할 수 있다. 0차 광은 무아레의 콘트라스트를 저하시킬 수 있다. 따라서, 계측 광학계(3)는 0차 광을 검출하지 않는(즉, 회절 격자(41 및 42)가 사입사 방식으로 조명된다) 암시야의 구성을 갖는 것이 바람직하다. 도 8은 정렬용 마크(정렬 마크)의 일례를 도시하는 도면이다. 실시예 1에서는, 암시야의 구성에서도 무아레를 검출할 수 있도록, 회절 격자(41 및 42)중 하나의 회절 격자를 도 8a에 나타내는 바와 같은 체커보드 형상 회절 격자로서 설정하고, 다른 회절 격자는 도 8b에 도시된 바와 같은 회절 격자로서 설정한다. 도 8b에 나타내는 회절 격자는, 계측 방향(제1 방향)으로 주기적으로 배열된 패턴 및 계측 방향에 직교하는 방향(제2 방향)으로 주기적으로 배열된 패턴을 포함한다.When the diffraction gratings 41 and 42 are detected in the bright field in order to detect moire, the detection optical system 21 also detects the zero-order light from the diffraction gratings 41 and 42. When the diffraction gratings 41 and 42 are detected in the bright field, the diffraction gratings 41 and 42 are illuminated in the vertical direction and diffracted light diffracted in the vertical direction by the diffraction gratings 41 and 42 is detected. may include The 0th order light can lower the contrast of the moire. Therefore, it is preferable that the metrology optical system 3 has a configuration of a dark field that does not detect zero-order light (that is, the diffraction gratings 41 and 42 are illuminated in an oblique manner). It is a figure which shows an example of the mark for alignment (alignment mark). In Example 1, one of the diffraction gratings 41 and 42 is set as a checkerboard-shaped diffraction grating as shown in Fig. 8A, and the other diffraction grating is Set as a diffraction grating as shown in 8b. The diffraction grating shown in FIG. 8B includes a pattern periodically arranged in a measurement direction (first direction) and a pattern periodically arranged in a direction orthogonal to the measurement direction (second direction).

도 6, 도 8a 및 도 8b의 구성에서는, 제1 극(IL1) 및 제2 극(IL2)으로부터의 광이 회절 격자를 조사하기 위해 사용되고(회절 격자에 입사되고), 체커보드 형상 회절 격자에 의해 Y 방향으로 회절되며, X 방향으로도 회절된다. 또한, 주기가 약간 다른 회절 격자에 의해 X 방향으로 회절된 광은 X 방향의 상대 위치 정보를 갖고서 검출 광학계(21)의 퓨필 상의 검출 영역(NAo)에 입사하고 촬상 소자(25)에 의해 검출된다. 이것을 사용하여 2개의 회절 격자의 상대 위치를 구할 수 있다.6, 8A and 8B, light from the first pole IL1 and the second pole IL2 is used to irradiate the diffraction grating (incident on the diffraction grating), and to the checkerboard-shaped diffraction grating. It is diffracted in the Y direction and also diffracted in the X direction. Further, light diffracted in the X direction by the diffraction grating having a slightly different period enters the detection area NAo on the pupil of the detection optical system 21 with relative position information in the X direction and is detected by the image pickup device 25 . . This can be used to determine the relative positions of the two diffraction gratings.

도 6에 도시되는 퓨필 강도 분포와 도 8a 및 도 8b에 도시되는 회절 격자 사이의 관계에 관해서는, 제3 극(IL3) 및 제4 극(IL4)으로부터의 광은 회절 격자의 상대 위치를 검출하는데 사용되지 않는다. 단, 도 8c 및 도 8d에 도시되는 회절 격자의 상대 위치를 검출하는 경우에는, 제3 극(IL3) 및 제4 극(IL4)으로부터의 광은 회절 격자의 상대 위치의 검출에 사용되고, 제1 극(IL1) 및 제2 극(IL2)으로부터의 광은 회절 격자의 상대 위치의 검출에 사용되지 않는다. 또한, 도 8a 및 도 8b에 도시되는 회절 격자의 쌍과 도 8c 및 도 8d에 도시되는 회절 격자의 쌍이 검출 광학계(21)의 동일 시야 내에 배치되고 2개의 방향의 상대 위치가 동시에 검출되는 경우에는, 도 6에 도시되는 퓨필 강도 분포는 매우 유효해진다.As for the relationship between the pupil intensity distribution shown in Fig. 6 and the diffraction grating shown in Figs. 8A and 8B, the light from the third pole IL3 and the fourth pole IL4 detects the relative positions of the diffraction gratings. not used to However, in the case of detecting the relative positions of the diffraction gratings shown in FIGS. 8C and 8D , the light from the third pole IL3 and the fourth pole IL4 is used for detecting the relative positions of the diffraction gratings, and the first Light from the pole IL1 and the second pole IL2 is not used for detection of the relative position of the diffraction grating. In addition, when the pair of diffraction gratings shown in FIGS. 8A and 8B and the pair of diffraction gratings shown in FIGS. 8C and 8D are disposed within the same field of view of the detection optical system 21 and the relative positions of the two directions are simultaneously detected , the pupil intensity distribution shown in Fig. 6 becomes very effective.

도 9는 몰드(7)의 패턴 단면 형상의 일례를 도시하는 도면이다. 이하, 도 9a 및 도 9b를 참조하여, 마크(검출 대상)의 단면의 구조를 예로서 설명한다. 도 9에 도시되는 모델의 마크는 3층으로 구성된 구조를 갖는다. 이들의 층은 단차를 가지므로, 광을 조사했을 때에 단차에 의해 광의 회절이 발생한다. 그 때문에, 이는 마크로서 인식될 수 있다. 도 9a에 도시되는 마크(11a)는 형상 오차(제조 오차)를 갖지 않는 상태의 마크이다. 도 9b에 도시되는 마크(11b)는 형상 오차를 갖는 상태의 마크이다. 도 9b에 도시되는 마크(11b)는 비대칭 형상 오차(제조 오차)를 갖는 마크이다. 마크(11a)는 단차 등이 없는 대칭 구조를 갖기 때문에, 회절광은 이상적인 회절 각도를 갖는다. 그 때문에, 계측되는 마크 위치는 실제 위치에 대한 오차를 갖지 않는다. 그러나, 마크(11b)는 비대칭 형상 오차를 갖기 때문에, 회절광의 회절 각도는 이상적인 상태로부터 비대칭 부분만큼 어긋난다. 그 때문에, 계측되는 마크 위치는 실제 위치에 대하여 오차(시프트량)를 갖는다. 이 오차가 크면, 웨이퍼의 층들(각 층) 사이의 중첩 정밀도가 악화되어 제조 불량을 야기할 가능성이 있다.9 is a diagram showing an example of the pattern cross-sectional shape of the mold 7 . Hereinafter, the structure of the cross section of a mark (detection object) is demonstrated as an example with reference to FIGS. 9A and 9B. The mark of the model shown in Fig. 9 has a structure composed of three layers. Since these layers have a step difference, when light is irradiated, light diffraction occurs due to the step difference. For that reason, it can be recognized as a mark. The mark 11a shown in Fig. 9A is a mark in a state having no shape error (manufacturing error). The mark 11b shown in Fig. 9B is a mark in a state having a shape error. A mark 11b shown in Fig. 9B is a mark having an asymmetric shape error (manufacturing error). Since the mark 11a has a symmetrical structure without a step or the like, the diffracted light has an ideal diffraction angle. Therefore, the measured mark position has no error with respect to the actual position. However, since the mark 11b has an asymmetric shape error, the diffraction angle of the diffracted light is deviated from the ideal state by the asymmetric portion. Therefore, the measured mark position has an error (shift amount) with respect to the actual position. If this error is large, there is a possibility that the overlapping precision between the layers (each layer) of the wafer is deteriorated to cause manufacturing defects.

도 10은 실시예 1에 따른 시뮬레이션 모델과 그 결과의 일례를 도시하는 도면이다. 이하, 도 10a 및 도 10b를 참조하여, 위치 계측 장치의 조명광의 파장과 위치 계측 장치의 계측 오차 사이의 관계를 일례로서 설명한다. 도 10a는 시뮬레이션 모델의 개략도(몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 단면 형상)의 일례를 도시한다. 또한, 도 10a는 수지(9)에 대하여 임프린트 처리 중인 상태를 도시한다. 도 10b는 도 10a에 도시되어 있는 개략도에 기초한 시뮬레이션 결과의 예를 일례로서 도시하고 있다. 이 시뮬레이션을 통해, 위치 계측 장치의 조명광의 파장과 위치 계측 장치의 계측 오차 사이의 관계를 나타내는 계측값(파장 특성)이 얻어질 수 있다. 여기서, 위치 계측 장치의 계측 오차는 웨이퍼 마크(11)가 비대칭 형상을 갖는 것에 의해 발생하는 계측 오차이다.Fig. 10 is a diagram showing an example of a simulation model according to Example 1 and its results. Hereinafter, with reference to FIGS. 10A and 10B, the relationship between the wavelength of the illumination light of a position measurement apparatus and the measurement error of a position measurement apparatus is demonstrated as an example. 10A shows an example of a schematic diagram (cross-sectional shapes of the mold mark 10 and the wafer mark 11) of the simulation model. Also, FIG. 10A shows a state in which imprint processing is being performed for the resin 9 . Fig. 10B shows an example of a simulation result based on the schematic diagram shown in Fig. 10A as an example. Through this simulation, a measured value (wavelength characteristic) representing the relationship between the wavelength of the illumination light of the position measuring device and the measurement error of the position measuring device can be obtained. Here, the measurement error of the position measuring device is a measurement error caused by the wafer mark 11 having an asymmetric shape.

도 10에 도시되어 있는 시뮬레이션에서는, 웨이퍼 마크(11)는 주기적인 패턴을 갖도록 구성되고, 해당 주기적인 패턴의 단차(52)가 200 nm이고 피치(51)는 1,000 nm인데 반해 형상의 오차량(53)은 40 nm인 상태로 계측값이 산출된다. 여기서, 각 층의 재료에 관해서는, 웨이퍼(8)의 기초 재료는 실리콘 기판으로 구성되며, 웨이퍼 마크(11)는 SiO2로 구성된다. 웨이퍼 마크(11) 상의 일부에는 수지(9)가 도포되고, 이 수지(9)를 사이에 두고 몰드(7)가 배치된다.In the simulation shown in FIG. 10, the wafer mark 11 is configured to have a periodic pattern, and the step 52 of the periodic pattern is 200 nm and the pitch 51 is 1,000 nm, whereas the amount of error in the shape ( 53) is 40 nm, and the measured value is calculated. Here, as for the material of each layer, the base material of the wafer 8 is composed of a silicon substrate, the wafer mark 11 is composed of SiO 2. A resin 9 is applied to a portion on the wafer mark 11 , and a mold 7 is placed with the resin 9 interposed therebetween.

도 10b에 도시되는 시뮬레이션 결과의 그래프에서, 횡축은 위치 계측 장치에 의해 행해지는 조명을 위한 파장을 나타내며, 종축은 웨이퍼 마크(11)가 가공 비대칭성을 갖고 있는 것에 기인하는 계측 오차의 양(계측 위치의 기만)을 나타낸다. 또한, 도 10b에서는, 파장들에서 시뮬레이션을 통해 개별적으로 얻어진 결과인 계측값을 근사 곡선으로 나타내고 있다. 또한, 도 10b의 근사 곡선에 도시된 바와 같이, 각각의 파장에 따라서 계측 오차의 양이 달라지고 반복적으로 증가 및 감소하는 것을 볼 수 있다. 그 때문에, 정렬에 사용되는 복수(적어도 2종류 이상)의 파장을 선택함으로써 계측 오차를 감소시킬 수 있다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 시뮬레이션 모델은 일례이다. 그러나, 위치 계측 장치의 계측 오차는 파장에 따라 달라진다. 즉, 웨이퍼 마크(11)에 비대칭 형상을 갖는 오차가 있는 경우, 계측값은 파장에 따라서 주기적으로 시프트된다. 또한, 이 시뮬레이션은 암시야에서 행해진다. 그러나, 시뮬레이션이 명시야에서 행해지는 경우에도, 위치 계측 장치의 계측 오차는 조명광의 파장에 따라 달라진다.In the graph of the simulation result shown in Fig. 10B, the abscissa axis represents the wavelength for illumination performed by the position measuring device, and the ordinate axis represents the amount of measurement error due to the wafer mark 11 having processing asymmetry (measurement). position deception). In addition, in FIG. 10B , measured values, which are results obtained individually through simulation at wavelengths, are shown as approximate curves. Also, as shown in the approximate curve of FIG. 10B , it can be seen that the amount of measurement error varies according to each wavelength, and increases and decreases repeatedly. Therefore, the measurement error can be reduced by selecting a plurality of wavelengths (at least two or more) used for alignment. The simulation model shown in FIGS. 10A and 10B is an example. However, the measurement error of the position measuring device varies depending on the wavelength. That is, when there is an error having an asymmetric shape in the wafer mark 11, the measured value is periodically shifted according to the wavelength. Also, this simulation is done in a dark field. However, even when the simulation is performed in a bright field, the measurement error of the position measuring device varies depending on the wavelength of the illumination light.

도 11은 실시예 1에 따른 위치 계측 장치를 포함하는 임프린트 장치(1)의 동작 시퀀스를 도시하는 흐름도이다. 이하, 도 11을 참조하여, 실시예 1에 따른 정렬 광원(23)으로부터의 조명광을 구성하는 적어도 2종류 이상의 파장 사이의 광 강도비를 독립적으로 변경함으로써 최적 파장을 결정하는 방법에 대해서 설명한다. 도 11에서의 위치 계측 장치를 포함하는 임프린트 장치(1)의 동작은 제어 유닛(12)(제어 유닛)이 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 제어된다.11 is a flowchart showing an operation sequence of the imprint apparatus 1 including the position measuring apparatus according to the first embodiment. Hereinafter, with reference to FIG. 11 , a method for determining the optimum wavelength by independently changing the light intensity ratio between at least two or more wavelengths constituting the illumination light from the alignment light source 23 according to the first embodiment will be described. The operation of the imprint apparatus 1 including the position measuring device in Fig. 11 is controlled by the control unit 12 (control unit) executing a computer program.

먼저, 단계 S101에서, 생산에 사용되는 적층 구조를 갖는 웨이퍼(물품의 제조에 사용되는 기판)(8) 및 몰드(7)를 임프린트 장치 내에 반송하고 그 후 웨이퍼 보유지지부에 의해 보유지지한다. 또한, 단계 S101에서는, 물품의 제조를 위한 몰드(7)가 몰드 보유지지 유닛(4)의 구동 기구에 의해 몰드 보유지지 유닛(4)에 반송되고 몰드 보유지지 유닛(4)에 의해 보유지지된다. 이어서, 단계 S102에서는, 웨이퍼(8)의 패턴 형성 영역과 몰드(7)의 패턴 영역이 사전-정렬된다. 예를 들어, 사전-정렬은 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치를 계측하는 위치 계측 장치에 의해 행해질 수 있다. 이어서, 단계 S103에서는, 웨이퍼(8)의 패턴 형성 영역에 도포 유닛(6)에 의해 수지(9)(임프린트재 또는 레지스트)가 도포(배치)된다. 또한, 웨이퍼(8) 상의 수지(9)에 몰드(7)가 접촉하도록 몰드 보유지지 유닛(4)의 구동 기구 또는 웨이퍼 스테이지(5) 중 어느 하나를 구동시키고, 웨이퍼(8) 상의 수지(9)에 몰드(7)의 미리정해진 패턴을 접촉시킨다. 그 후, 웨이퍼(8)는 광에 노광(광으로 조명)되어 수지(9)를 경화시킨다.First, in step S101, a wafer (a substrate used for manufacture of an article) 8 and a mold 7 having a laminate structure used for production are conveyed into the imprint apparatus and then held by a wafer holding unit. Further, in step S101 , the mold 7 for manufacturing the article is conveyed to the mold holding unit 4 by the driving mechanism of the mold holding unit 4 and held by the mold holding unit 4 . . Then, in step S102, the pattern formation area of the wafer 8 and the pattern area of the mold 7 are pre-aligned. For example, the pre-alignment can be done by a position measuring device that measures the relative positions of the mold mark 10 and the wafer mark 11 . Next, in step S103 , the resin 9 (imprint material or resist) is applied (arranged) to the pattern formation region of the wafer 8 by the application unit 6 . Further, either the driving mechanism of the mold holding unit 4 or the wafer stage 5 is driven so that the mold 7 is in contact with the resin 9 on the wafer 8 , and the resin 9 on the wafer 8 is driven. ) in contact with a predetermined pattern of the mold 7 . Thereafter, the wafer 8 is exposed to light (illuminated with light) to cure the resin 9 .

이어서, 단계 S104에서는, 몰드(7)의 미리정해진 패턴과 수지(9)를 서로 접촉시킨 상태에서, 최적 파장의 조건을 설정한다. 구체적으로는, 제어 유닛(12)은, 웨이퍼(8)가 복수의 파장을 갖는 조명광의 각각의 광선으로 조명되도록 정렬 광원(23)을 제어하고 복수의 파장을 전환한다. 또한, 복수의 파장의 조건, 즉 파장을 갖는 조명광의 각각의 광선을 사용해서 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치를 계측하고, 상대 위치의 정보를 취득한다. 제어 유닛(12)은, 복수의 파장을 갖는 조명광의 광선 각각에 대해서 위치 계측 장치에 의해 얻어진 상대 위치의 정보에 기초하여 계측값을 얻는다. 계측값은, 조명광의 파장과 위치 계측 장치의 계측 오차 사이의 관계를 나타내는 데이터이며, 일례로서 도 10b에 예시된 계측값과 유사하다.Next, in step S104, in a state in which the predetermined pattern of the mold 7 and the resin 9 are brought into contact with each other, the condition of the optimum wavelength is set. Specifically, the control unit 12 controls the alignment light source 23 and switches the plurality of wavelengths so that the wafer 8 is illuminated with respective rays of illumination light having a plurality of wavelengths. Moreover, the relative positions of the mold mark 10 and the wafer mark 11 are measured using the conditions of a plurality of wavelengths, ie, respective rays of illumination light having wavelengths, and information of the relative positions is acquired. The control unit 12 obtains a measured value based on the information of the relative position obtained by the position measuring device for each of the rays of the illumination light having a plurality of wavelengths. The measured value is data representing the relationship between the wavelength of the illumination light and the measurement error of the position measuring device, and is similar to the measured value illustrated in FIG. 10B as an example.

이어서, 단계 S105에서는, 제어 유닛(12)은, 단계 S104에서 얻은 계측값에 기초하여, 몰드(7)를 사용해서 물품을 제조할 때의 위치 계측 장치의 정렬 광원(23)을 위한 최적 파장(조명 조건)을 결정한다. 최적 파장은 정렬 광원(23)에 의해 발생되는 조명광을 구성하는 복수의 파장을 갖는 각 광선의 강도이다. 웨이퍼 마크(11)는 제조 오차에 의해 위치에 따라서 달라지는 비대칭 형상을 갖는다. 또한, 따라서, 위치 계측 장치에 의해 계측되는 계측 오차는 웨이퍼(8)의 위치에 따라 달라진다. 상기 최적 파장은 이 계측 오차가 감소(저감)되도록 결정된다. 이 최적 파장을 결정하는 방법에 대해서 아래에서 설명한다. 이어서, 단계 S106에서는, 제어 유닛(12)은, 단계 S105의 최적 파장의 정보를 저장 유닛(도시되지 않음)에 보존한다. 이에 의해, 몰드(7)를 사용해서 물품을 제조할 때에, 제조 오차로 인해 비대칭 형상을 갖는 웨이퍼 마크(11)에 의해 야기되는 위치 계측 장치에서의 계측 오차를 저감할 수 있으며, 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11) 사이의 상대 위치(위치 정보)를 얻을 수 있다.Next, in step S105, the control unit 12, based on the measured value obtained in step S104, generates an optimum wavelength ( lighting conditions). The optimum wavelength is the intensity of each light beam having a plurality of wavelengths constituting the illumination light generated by the alignment light source 23 . The wafer mark 11 has an asymmetric shape that varies depending on the position due to a manufacturing error. Also, therefore, the measurement error measured by the position measuring device varies depending on the position of the wafer 8 . The optimum wavelength is determined so that this measurement error is reduced (reduced). A method of determining this optimal wavelength will be described below. Next, in step S106, the control unit 12 saves the information of the optimum wavelength of step S105 in a storage unit (not shown). Thereby, when manufacturing an article using the mold 7, it is possible to reduce the measurement error in the position measuring device caused by the wafer mark 11 having an asymmetric shape due to the manufacturing error, and the mold mark 10 ) and the relative position (position information) between the wafer mark 11 can be obtained.

여기서, 단계 S104에서의 최적 파장의 조건을 설정하는 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 조건 설정 시에는, 복수의 파장 각각에 대해 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치를 계측한다. 먼저, 정렬 광원(23)이 반도체 레이저인 경우를 일례로서 이하에 설명한다. 이 경우, 특정한 파장의 반도체 레이저의 전류값을 온 및 오프함으로써 파장을 전환할 수 있다. 안정적인 발진 전까지의 반도체 레이저의 상승 시간은 수 초 이내이고 이는 고속이기 때문에, 반도체 레이저를 반복적으로 온 및 오프하는 경우에도 계측 시간에 지연이 적다. 따라서, 단계 S104의 처리를 단시간 내에 완료할 수 있다. 또한, 반도체 레이저의 온 및 오프없이 셔터를 사용하여 특정 파장을 차광할 수 있다.Here, the method of setting the condition of the optimum wavelength in step S104 will be described in detail. In setting conditions, the relative positions of the mold mark 10 and the wafer mark 11 are measured for each of a plurality of wavelengths. First, the case where the alignment light source 23 is a semiconductor laser will be described below as an example. In this case, the wavelength can be switched by turning on and off the current value of the semiconductor laser of a specific wavelength. Since the rise time of the semiconductor laser before stable oscillation is within a few seconds and is high speed, the measurement time delay is small even when the semiconductor laser is repeatedly turned on and off. Therefore, the processing of step S104 can be completed within a short time. In addition, a specific wavelength can be blocked by using a shutter without turning the semiconductor laser on and off.

이어서, 정렬 광원(23)이 램프인 경우를 일례로서 아래에서 설명한다. 이 경우, 넓은 파장 대역(광파장 대역)이 적용되며, 파장 커트 필터를 사용하는 것이 유리하다. 예를 들어, 단파장 커트 필터와 장파장 커트 필터의 조합을 변경함으로써, 원하는 파장 대역의 광원을 얻을 수 있다. 또한, 광의 입사 위치에 따라 투과 대역이 연속적으로 변화하는 파장 커트 필터를 사용함으로써, 정렬 광원(23)에 의해 발생되는 조명광의 파장을 미세하게 제어할 수 있다. 또한, 정렬 광원(23)으로서 200 nm 이상의 넓은 파장 대역의 램프 광원을 사용하며, 촬상 소자(25)로서 컬러(RGB)를 검출할 수 있는 센서(RGB 센서)를 사용한다. 이 경우, 정렬 광원(23)의 파장을 전환하지 않고 각 파장의 광을 한 번에 검출할 수 있다. 이에 의해, 계측에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 일반적인 RGB 센서에서는, 계측할 수 있는 3개의 파장(레드, 그린, 및 블루)이 있다. 또한, 촬상 소자(25)는 RGB 컬러 필터를 가질 수 있다.Next, the case where the alignment light source 23 is a lamp is described below as an example. In this case, a wide wavelength band (optical wavelength band) is applied, and it is advantageous to use a wavelength cut filter. For example, by changing the combination of the short wavelength cut filter and the long wavelength cut filter, a light source having a desired wavelength band can be obtained. In addition, by using the wavelength cut filter in which the transmission band continuously changes according to the incident position of the light, it is possible to finely control the wavelength of the illumination light generated by the alignment light source 23 . In addition, as the alignment light source 23, a lamp light source having a wide wavelength band of 200 nm or more is used, and as the image pickup device 25, a sensor (RGB sensor) capable of detecting color (RGB) is used. In this case, light of each wavelength can be detected at once without switching the wavelength of the alignment light source 23 . Thereby, the time required for measurement can be shortened. In a typical RGB sensor, there are three wavelengths (red, green, and blue) that can be measured. Also, the imaging device 25 may have an RGB color filter.

이어서, 정렬 광원(23)으로서 반도체 레이저를 사용하고 촬상 소자(25)로서 RGB 센서를 사용하는 경우를 일례로서 아래에서 설명한다. 이 경우, 각 RGB 대역마다 반도체 레이저의 파장을 혼합 방식으로 검출함으로써 계측 시간을 단축할 수 있다. 예를 들어, RGB 센서의 촬상 소자(25)의 감도가 R:590 내지 720 nm, G:480 내지 600 nm, B:400 내지 540 nm인 경우를 생각한다. 이 경우, 반도체 레이저의 파장은 400 내지 480 nm의 범위 내의 파장 대역의 광을 발생시키고, 이것은 B 화소(B 대역의 광을 통과시키는 필터를 갖는 화소)에 의해 검출될 수 있다. 또한, 540 내지 590 nm 내의 파장 대역의 광이 발생되고, 이것은 G 화소(G 대역의 광을 통과시키는 필터를 갖는 화소)에 의해 검출될 수 있다. 또한, 600 내지 720 nm의 범위 내의 파장 대역의 광이 발생되고, 이것은 R 화소(R 대역의 광을 통과시키는 필터를 갖는 화소)에 의해 검출될 수 있다. 각각의 파장으로부터 1개의 파장을 계측할 수 있기 때문에, 각각의 대역으로부터 1개의 파장, 즉 총 3개의 파장을 계측할 수 있다. 이에 의해, 단계 S104에서의 최적 파장의 조건을 설정하기 위한 파장을 전환하는 위치 계측에 필요한 시간을 단축할 수 있다.Next, a case in which a semiconductor laser is used as the alignment light source 23 and an RGB sensor is used as the image pickup device 25 will be described below as an example. In this case, the measurement time can be shortened by detecting the wavelength of the semiconductor laser for each RGB band in a mixed manner. For example, consider a case where the sensitivity of the image pickup device 25 of the RGB sensor is R: 590 to 720 nm, G: 480 to 600 nm, and B: 400 to 540 nm. In this case, the wavelength of the semiconductor laser generates light in a wavelength band within a range of 400 to 480 nm, which can be detected by a B pixel (a pixel having a filter that passes light in the B band). Further, light in a wavelength band within 540 to 590 nm is generated, which can be detected by a G pixel (a pixel having a filter that passes light in the G band). Further, light of a wavelength band within a range of 600 to 720 nm is generated, which can be detected by an R pixel (a pixel having a filter that passes light of the R band). Since one wavelength can be measured from each wavelength, one wavelength can be measured from each band, that is, three wavelengths in total. Thereby, the time required for position measurement for switching the wavelength for setting the condition of the optimum wavelength in step S104 can be shortened.

또한, 최적 파장을 결정하는데 필요한 시간을 단축하는 방법에 관해서는, 정렬 광원(23)으로서 구성되는 광원의 파장으로부터 일부를 선택해서 데이터를 취득하고 내삽함으로써, 정렬 광원(23)의 모든 파장의 계측 오차를 추정할 수 있다. 내삽의 방법에 관해서는, 웨이퍼(8)와 유사한 구조를 갖는 모델에 기초한 시뮬레이션에 의해 얻어진 결과를 기초로 피팅(fitting)하는 방법이 있다. 예를 들어, 도 10b에서와 같은 시뮬레이션 결과가 얻어진 경우, 도 10b를 근사하는 함수를 산출하고, 그 함수를 피팅 함수의 초기 함수로서 갖는 실측된 데이터를 사용해서 계수를 피팅할 수 있다. 이에 의해, 시뮬레이션 결과와 동등한 경향을 갖는 그래프를 작성할 수 있다. 또한, 그 그래프로부터 실측되지 않은 파장의 계측 오차를 산출한다. 또한, 시뮬레이션 결과를 사용하지 않고, 과거의 유사한 프로세스 조건하에서의 실측 결과에 기초하여, 초기 피팅 함수를 설정함으로써 피팅을 행하는 방법도 있다. 이에 의해, 계측 점의 수가 저감되는 경우에도, 실측값에 대한 오차를 저감시킬 수 있다.In addition, as for a method of shortening the time required for determining the optimal wavelength, measurement of all wavelengths of the alignment light source 23 by selecting a part from the wavelengths of the light source configured as the alignment light source 23, acquiring data, and interpolating error can be estimated. As for the method of interpolation, there is a method of fitting based on a result obtained by simulation based on a model having a structure similar to that of the wafer 8 . For example, when a simulation result as in FIG. 10B is obtained, a function approximating FIG. 10B may be calculated, and the coefficients may be fitted using measured data having the function as an initial function of the fitting function. Thereby, a graph having the same tendency as the simulation result can be created. In addition, the measurement error of the wavelength that is not actually measured is calculated from the graph. There is also a method of performing fitting by setting an initial fitting function based on actual measurement results under similar process conditions in the past without using simulation results. Thereby, even when the number of measurement points is reduced, the error with respect to an actual measurement value can be reduced.

또한, 도 10에 도시된 바와 같은 시뮬레이션을 통해 계측값을 취득할 수 있다. 시뮬레이션은 제어 유닛(12)에 의해 실행될 수 있거나 제어 유닛(12)에 연결된 컴퓨터를 이용해서 실행될 수 있다. 시뮬레이션에서는, 마크의 비대칭 형상이 변화하는 경우에 시뮬레이션을 통해 얻어진 계측값과 실측값 사이에 괴리(변동)가 발생하는 것이 고려되어야 한다. 이러한 괴리는 계측값에 기초하여 결정되는 조명 조건하에서 검출되는 위치 정보에 오차를 야기할 수 있다. 여기서, 이러한 원인으로 인해 발생하는 오차를 저감하는 방법에 관해서는, 적층 구조에서 예상되는 비대칭 형상의 시뮬레이션을 복수의 모델에서 행하는 방법이 있다. 예를 들어, 복수의 모델에 관해서는, 적층되는 물질의 두께 또는 기울기의 양이 서로 상이한 모델이 있을 수 있다. 이어서, 복수의 모델의 시뮬레이션 결과로부터 각 파장의 형상 오차에 대한 계측 오차의 민감도가 구해진다. 비대칭 형상을 갖는 복수의 모델의 계측 결과(계측 위치 기만의 민감도)를 합하고, 형상 오차에 대한 민감도가 낮은 복수의 파장을 검출용의 파장으로서 선택해서 사용한다. 이에 의해, 산출에 사용된 비대칭 형상을 갖는 복수의 모델에서 평균적으로 비대칭 형상 오차에 유리한 정렬을 행할 수 있다.In addition, the measured value may be acquired through simulation as shown in FIG. 10 . The simulation may be executed by the control unit 12 or may be executed using a computer connected to the control unit 12 . In the simulation, it should be considered that a discrepancy (variation) occurs between the measured value obtained through the simulation and the measured value when the asymmetric shape of the mark changes. Such a discrepancy may cause an error in the position information detected under the lighting condition determined based on the measurement value. Here, as to a method of reducing the error caused by such a cause, there is a method of performing simulation of an asymmetric shape expected in a laminated structure in a plurality of models. For example, with respect to the plurality of models, there may be models in which the thickness or the amount of inclination of the material to be laminated is different from each other. Then, the sensitivity of the measurement error with respect to the shape error of each wavelength is calculated|required from the simulation result of several models. The measurement results (sensitivity of measurement position deception) of a plurality of models having an asymmetric shape are summed, and a plurality of wavelengths with low sensitivity to shape errors are selected and used as wavelengths for detection. Thereby, in a plurality of models having an asymmetric shape used for calculation, on average, it is possible to perform an alignment favorable to an asymmetric shape error.

또한, 도 10b는 시뮬레이션에 대해 정렬 오차(몰드(7)와 웨이퍼(8) 사이의 정렬 오차)가 없다는 전제하에서 시뮬레이션을 행한 결과의 일례이다. 따라서, 계측 오차=0 nm는 정렬 오차=0을 나타낸다. 또한, 실제의 계측에서는, 웨이퍼 마크(11)의 비대칭 형상으로 인해 단계 S102의 사전-정렬을 통해 얻어진 상대 위치에서 계측 오차가 발생한다. 따라서, 위치 계측 장치에 의해 검출된 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)와의 상대 위치에 기초하여 정렬된 웨이퍼(8)의 패턴 형성 영역과 몰드(7) 사이에도 정렬 오차가 존재할 수 있다. 정렬 오차가 존재하는 경우, 그 상태에서 복수의 파장을 사용해서 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치를 검출하면, 도 10b의 그래프에 대하여 정렬 오차에 대응하는 오프셋량이 더해진 결과를 얻을 수 있다.10B is an example of the result of simulation under the premise that there is no alignment error (alignment error between the mold 7 and the wafer 8) in the simulation. Therefore, the measurement error = 0 nm represents the alignment error = 0. Also, in actual measurement, a measurement error occurs in the relative position obtained through the pre-alignment in step S102 due to the asymmetric shape of the wafer mark 11 . Accordingly, an alignment error may also exist between the mold 7 and the pattern forming area of the wafer 8 aligned based on the relative positions of the mold mark 10 and the wafer mark 11 detected by the position measuring device. If there is an alignment error, when the relative positions of the mold mark 10 and the wafer mark 11 are detected using a plurality of wavelengths in that state, the result of adding an offset amount corresponding to the alignment error with respect to the graph of FIG. 10B is obtained. can be obtained

여기서, 위치 계측 장치에 의해 계측된 결과(실측값)로부터 오프셋량을 구하기 위해서는, 몰드 마크(10)과 웨이퍼 마크(11)의 올바른 상대 위치(정렬 오차)를 알 필요가 있다. 그 때문에, 중첩 검사 장치 등의 검사 장치(평가 장치)를 사용해서 임프린트 후의 웨이퍼(8)의 중첩 상태를 검사하고, 중첩 오차를 계측해서 취득한다. 이때에 취득된 오차량을 사전-정렬에서 몰드(7)와 웨이퍼(8)의 중첩 오차로서 사용하고, 단계 104 시에 위치 계측을 통해 얻어진 계측 오차의 양을 평가한다. 제어 유닛(12)은, 상기의 방법에 의해 얻어진 계측값과 중첩 검사 장치 등을 사용해서 얻어진 중첩 오차에 기초하여 오프셋량이 보정된 계측값을 취득한다. 보정된 계측값은 도 10b에 도시된 시뮬레이션 결과가 정확할 경우 해당 시뮬레이션 결과와 동등한 것이 될 수 있다. 즉, 도 10b의 계측 오차가 0 nm이 되는 위치가 중첩 검사 장치에 의해 계측된 결과가 된다.Here, in order to obtain the offset amount from the result (measured value) measured by the position measuring device, it is necessary to know the correct relative position (alignment error) between the mold mark 10 and the wafer mark 11 . Therefore, the overlapping state of the wafers 8 after imprinting is inspected using an inspection apparatus (evaluation apparatus) such as an overlap inspection apparatus, and the overlapping error is measured and acquired. The error amount obtained at this time is used as the overlap error of the mold 7 and the wafer 8 in the pre-alignment, and the amount of the measurement error obtained through position measurement at step 104 is evaluated. The control unit 12 acquires the measured value in which the offset amount was corrected based on the measured value obtained by the said method, and the overlap error obtained using the overlap inspection apparatus etc. The corrected measured value may be equivalent to the simulation result shown in FIG. 10B if the simulation result is accurate. That is, the position at which the measurement error of Fig. 10B becomes 0 nm is the result measured by the overlap inspection apparatus.

예를 들어, 몰드(7)와 웨이퍼(8)가 100 nm 어긋난 위치에서 단계 S103에서의 임프린트 동작을 행하는 경우, 도 10b에 도시된 계측 오차=0 nm의 위치가 실제로는 100 nm만큼 오프셋된 위치로서 계측된다. 웨이퍼(8)를 중첩 검사 장치 등에 의해 계측(평가)하면, 웨이퍼(8)의 중첩 오차가 100 nm인 것으로 계측된다. 이 계측 후, 계측된 값은 단계 S102에서의 사전-정렬 시의 중첩 오차로서 장치 내의 컴퓨터에 입력된다. 그후, 이것을 제거하고 평가를 행한다.For example, when the imprint operation in step S103 is performed at a position where the mold 7 and the wafer 8 are shifted by 100 nm, the position of measurement error = 0 nm shown in Fig. 10B is actually a position offset by 100 nm is measured as When the wafer 8 is measured (evaluated) by an overlap inspection apparatus or the like, the overlap error of the wafer 8 is measured to be 100 nm. After this measurement, the measured value is input to a computer in the apparatus as an overlap error at the time of pre-alignment in step S102. Thereafter, it is removed and evaluation is performed.

이어서, 단계 S105에서의 평가에 기초하여 최적 파장을 결정하는 방법에 대해서 아래에서 설명한다. 일례로서의 도 10b에 도시된 계측값으로서, 조명광의 파장에 따라 계측 오차가 달라진다. 제어 유닛(12)은, 위치 계측 장치의 계측 오차(위치 계측 장치에 의해 검출되는 위치 정보의 오차)가 저감되도록, 위치 계측 장치의 정렬 광원(23)에 대한 조명 조건을 결정한다. 구체적으로는, 정렬 광원(23)에 의해 발생되는 조명광을 구성하는 복수의 파장을 갖는 각 광선의 강도는 비율을 조정해서 결정된다. 여기서, 정렬 광원(23)은, 복수의 파장을 갖는 각 광선의 강도가 적어도 2개의 파장의 광 강도로 조정될 수 있도록 구성된다. 정렬 광원(23)은 복수의 파장을 갖는 광선 중 적어도 하나에 대해서는 강도가 연속적으로 조정될 수 있도록 구성될 수 있다. 일례로서, 제어 유닛(12)은 정렬 광원(23)에서 발생되는 조명광을 구성하는 복수의 파장을 갖는 광선의 광의 가중치를 결정한다. 여기서, 예를 들어 조명광을 구성하는 광의 복수의 파장의 수를 n이라 하고, 각각의 파장을 λ1, λ2, ...λn이라 하고, 각각의 파장을 사용한 계측 오차를 m1, m2, ...mn이라 하며, 가중치의 계수를 k1, k2, ...kn이라 한다. 가중치 부여 후의 계측 오차(m)는 다음의 식 (1)로 표현된다.Next, a method for determining the optimum wavelength based on the evaluation in step S105 will be described below. As a measurement value shown in FIG. 10B as an example, the measurement error varies according to the wavelength of the illumination light. The control unit 12 determines the lighting conditions for the alignment light source 23 of the position measurement device so that a measurement error (error of position information detected by the position measurement device) of the position measurement device is reduced. Specifically, the intensity of each light beam having a plurality of wavelengths constituting the illumination light generated by the alignment light source 23 is determined by adjusting the ratio. Here, the alignment light source 23 is configured such that the intensity of each light beam having a plurality of wavelengths can be adjusted to the light intensity of at least two wavelengths. The alignment light source 23 may be configured such that the intensity can be continuously adjusted for at least one of the light rays having a plurality of wavelengths. As an example, the control unit 12 determines the weight of the light of the light beam having a plurality of wavelengths constituting the illumination light generated by the alignment light source 23 . Here, for example, let n be the number of a plurality of wavelengths of light constituting the illumination light, let each wavelength be λ1, λ2, ...λn, and measurement errors using each wavelength are m1, m2, ... It is called mn, and the coefficients of the weights are called k1, k2, ...kn. The measurement error m after weighting is expressed by the following formula (1).

m=k1×m1+k2×m2+...+kn×mn (1)m=k1×m1+k2×m2+...+kn×mn (1)

상기 식 (1)에서, k1+k2+...+kn=1이 성립된다.In the above formula (1), k1+k2+...+kn=1 holds.

제어 유닛(12)은 상기 식 (1)에서 m=0이 되도록 k1 내지 kn의 값을 결정한다. 파장(λ1 내지 λn)의 광선을 결정된 비율(k1 내지 kn)로 합성함으로써 파장으로 인한 계측 오차를 제거할 수 있다. 계측 오차(m1 내지 mn)의 부호가 모두 서로 동일한 경우에는, 이들을 더해서 계측 오차(m)를 0으로 설정할 수 없다. 그 때문에, 특정한 계측 오차를 오프셋시켜 기록해 두고 계측 오차로부터 제거할 필요가 있다.The control unit 12 determines the values of k1 to kn such that m=0 in the above formula (1). By synthesizing the light rays of the wavelengths λ1 to λn at the determined ratios k1 to kn, it is possible to eliminate the measurement error due to the wavelength. When the signs of the measurement errors m1 to mn are all the same, the measurement error m cannot be set to zero by adding them. Therefore, it is necessary to offset and record a specific measurement error and to remove it from the measurement error.

여기서, 제어 유닛(12)은, 계측 오차(m1 내지 mn) 중 임의의 것에 0의 파장(λm)이 있는 경우, 그 파장의 계수(km)에 1을 설정하고 다른 계수에 0을 설정함으로써, 파장에 의한 계측 오차를 제거할 수 있다. 그러나, 도 10b에 도시된 바와 같이, 계측 오차가 0이 되는 파장은 변화량(미분값)이 증가하는 파장이기 때문에, 형상 오차에 대한 민감도가 높아진다고 생각된다. 그 때문에, 위치 계측 장치가 동일한 파장의 광선만으로 구성되는 조명광을 사용해서 1개의 웨이퍼의 정렬을 행하는 경우, 웨이퍼(8)의 각 패턴 형성 영역마다 형상 오차에 변동이 있으면 각 패턴 형성 영역마다의 계측 오차가 커질 수 있다.Here, when the control unit 12 has a wavelength λm of zero in any of the measurement errors m1 to mn, by setting 1 to the coefficient km of that wavelength and 0 to the other coefficients, Measurement error due to wavelength can be eliminated. However, as shown in Fig. 10B, since the wavelength at which the measurement error becomes 0 is the wavelength at which the change amount (differential value) increases, it is considered that the sensitivity to the shape error increases. Therefore, when the position measuring device aligns one wafer using the illumination light composed only of light rays of the same wavelength, if there is a variation in the shape error for each pattern formation area of the wafer 8, the measurement for each pattern formation area The error may be large.

여기서, 제어 유닛(12)은 다음과 같은 방법에 의해 가중치 부여를 행한다. 먼저, 제어 유닛(12)은 파장에 대한 계측 오차의 민감도를 산출한다. 이어서, 제어 유닛(12)은 민감도가 작은 파장을 우선적으로 선택한다(사용한다). 이어서, 제어 유닛(12)은 계측 오차(m1 내지 mn)의 부호가 상이한 적어도 2종류의 파장을 선택한다. 파장을 선택할 때에는, 계측 오차의 부호가 서로 상이한 파장을 선택할 수 있다. 이때에, 제어 유닛(12)은, 광량이 불충분한 경우에는, 3종류 이상의 파장을 섞어서 사용함으로써 광량을 증가시킬 수 있다. 또한, 적어도 1종류의 파장을 선택할 수 있다. 또한, 제어 유닛(12)은, 동시에 계측되는 다른 마크의 광량과의 균형을 감안해서 마크가 계측될 수 있도록 각 파장의 광 강도비(광량비)를 조정 및 변경한다.Here, the control unit 12 performs weighting by the following method. First, the control unit 12 calculates the sensitivity of the measurement error to the wavelength. Then, the control unit 12 preferentially selects (uses) a wavelength with low sensitivity. Then, the control unit 12 selects at least two types of wavelengths having different signs of the measurement errors m1 to mn. When selecting a wavelength, it is possible to select wavelengths having different signs of measurement errors. At this time, when the amount of light is insufficient, the control unit 12 can increase the amount of light by mixing and using three or more types of wavelengths. In addition, at least one type of wavelength can be selected. In addition, the control unit 12 adjusts and changes the light intensity ratio (light amount ratio) of each wavelength so that the mark can be measured in consideration of the balance with the light amount of other marks measured at the same time.

도 11의 평가에 기초하여 최적 파장을 결정하는 방법, 구체적으로는 일례로서 도 10b에 도시되는 계측값에 기초하여 정렬 광원(23)에 의해 발생되는 조명광을 구성하는 복수의 파장을 갖는 각 광선의 강도를 결정하는 방법을 이하에서 설명한다. 여기서는, 일례로서, 일례로서의 도 10b에서 도시되는 파장 특성에 기초하여, 600 nm의 파장과 680 nm의 파장을 1:3의 광량비로 합성해서 조명광을 생성하는 것을 생각한다. 일례로서, 도 12는, 600 nm의 파장 및 680 nm의 파장의 광선을 1:3의 광량비로 합성해서 얻어지는 조명광으로 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)를 조명했을 때에 위치 계측 장치의 센서에 의해 얻어지는 파형을 도시한다. 이때, 파형은 화상을 계측 방향에 평행한 선을 따라 슬라이스하여 얻어진 무아레 무늬의 계측 파형이다. 도 12에서, 종축은 광량을 나타내며, 횡축은 센서 상의 위치를 나타낸다. 600 nm의 파장에서의 계측 오차는 120 nm이고 680 nm의 파장에서의 계측 오차는 -40 nm이기 때문에, 이들이 1:3의 광량비로 합성된 조명광을 사용하면, 계측 오차의 합계는 0 nm(120 nm - 40 nm×3)이 된다. 그 때문에, 오프셋 분을 제거할 필요가 없다. 또한, 600 nm 및 680 nm의 파장은 단차(52)의 변화량에 대하여 둔감하기 때문에, 단차(52)의 변화량의 변동에 관계없이, 고정밀도로 계측(몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치)을 할 수 있다.A method of determining an optimal wavelength based on the evaluation of FIG. 11 , specifically, as an example of each light beam having a plurality of wavelengths constituting the illumination light generated by the alignment light source 23 based on the measurement value shown in FIG. 10B . A method of determining the strength is described below. Here, as an example, it is considered to generate illumination light by synthesizing a wavelength of 600 nm and a wavelength of 680 nm at a light quantity ratio of 1:3 based on the wavelength characteristic shown in Fig. 10B as an example. As an example, FIG. 12 shows the sensor of the position measuring device when the mold mark 10 and the wafer mark 11 are illuminated with illumination light obtained by synthesizing light beams having a wavelength of 600 nm and a wavelength of 680 nm in a light quantity ratio of 1:3. The waveform obtained by At this time, the waveform is a measurement waveform of a moire pattern obtained by slicing an image along a line parallel to the measurement direction. In Fig. 12, the vertical axis indicates the amount of light, and the horizontal axis indicates the position on the sensor. Since the measurement error at the wavelength of 600 nm is 120 nm and the measurement error at the wavelength of 680 nm is -40 nm, when they use illumination light synthesized in a light quantity ratio of 1:3, the sum of the measurement errors is 0 nm (120 nm - 40 nm × 3). Therefore, it is not necessary to remove the offset. Further, since the wavelengths of 600 nm and 680 nm are insensitive to the amount of change in the step 52, measurement with high precision (the mold mark 10 and the wafer mark 11) regardless of the change in the amount of change in the step 52. relative position).

복수의 광선의 파장의 강도비를 고려하여 합성을 행하는 방법에 관해서는, 정렬 광원(23)이 복수의 반도체 레이저인 경우를 일례로서 아래에서 설명한다. 이 경우, 각각의 반도체 레이저의 구동 전류값을 조정함으로써 출력 광량을 조정하는 방법을 적용할 수 있다. 또한, 다른 방법에 관해서는, 반도체 레이저의 광로를 합성하기 전에 ND 필터(34)를 배치하고 ND 필터(34)의 투과율을 변경하는 방법을 적용할 수 있다.A method of performing the synthesis in consideration of the intensity ratio of the wavelengths of the plurality of light rays will be described below as an example in which the alignment light source 23 is a plurality of semiconductor lasers. In this case, the method of adjusting the output light amount by adjusting the driving current value of each semiconductor laser can be applied. Further, as for the other method, a method of disposing the ND filter 34 and changing the transmittance of the ND filter 34 before synthesizing the optical path of the semiconductor laser can be applied.

정렬 광원(23)이 넓은 파장 대역을 갖는 할로겐 램프 등의 광원인 경우를 일례로서 이하에서 설명한다. 이 경우, 1개의 광원으로부터 600 nm의 파장 및 680 nm의 파장만을 취출해서 도광하는 것은 어렵다. 여기서, 도 13은 정렬 광원(23)을 구성하는 광원(30)의 구성의 일례를 도시한다. 도 13a의 예에서는, 정렬 광원(23)은 램프(60a 및 60b)(할로겐 램프 등)를 포함하며, 단파장 커트 필터(61a 및 61b)는 장파장 커트 필터(62a, 62b) 및 하프 미러(63)를 포함한다. 램프(60a 및 60b)로부터의 광선은 각각 상이한 컷오프 파장을 갖는 파장 커트 필터를 통과하며 하프 미러(63)에 의해 합성된다. 이에 의해, 예를 들어, 램프(60a)에 의해 발생되는 광으로부터 600 nm의 파장을 갖는 광을 취출하고 램프(60b)에 의해 발생되는 광으로부터 680 nm의 파장을 갖는 광을 취출할 때, 그 광선을 합성해서 조명광을 생성할 수 있다.A case in which the alignment light source 23 is a light source such as a halogen lamp having a wide wavelength band will be described below as an example. In this case, it is difficult to take out only a wavelength of 600 nm and a wavelength of 680 nm from one light source and guide the light. Here, FIG. 13 shows an example of the configuration of the light source 30 constituting the alignment light source 23 . In the example of FIG. 13A , the alignment light source 23 includes lamps 60a and 60b (halogen lamps, etc.), and the short wavelength cut filters 61a and 61b are the long wavelength cut filters 62a and 62b and the half mirror 63. includes Light rays from lamps 60a and 60b each pass through wavelength cut filters having different cutoff wavelengths and are combined by half mirror 63 . Thereby, for example, when light having a wavelength of 600 nm is extracted from the light generated by the lamp 60a and light having a wavelength of 680 nm is extracted from the light generated by the lamp 60b, the Light rays can be synthesized to create illumination light.

각 파장의 광량은, 램프(60a 및 60b)에 인가되는 전압을 조정하거나 또는 합성이 행해지기 전의 광로에 ND 필터(34)를 배치하는 방법을 행함으로써 조정될 수 있다. 하프 미러(63)를 사용하는 경우, 램프(60a 및 60b)로부터의 광의 절반은 투과되며, 나머지 절반은 반사된다. 따라서, 광을 2개의 스코프만큼 공급하는 것이 효율적이다. 도 13b의 예에서는, 램프(60)(할로겐 램프 등)로부터의 광을 하프 미러(63a)에 의해 분리하고, 각각의 광로에 파장 커트 필터(61a, 62a, 61b, 및 62b)를 배치한다. 각 파장의 광량을 조정하는 데 ND 필터(34)가 사용될 수 있다. ND 필터(34)에 의해 조광된 광선이 하프 미러(63b)에 의해 합성되어 조명광이 생성될 수 있다.The amount of light at each wavelength can be adjusted by adjusting the voltage applied to the lamps 60a and 60b or by performing a method of arranging the ND filter 34 in the optical path before synthesis is performed. When half mirror 63 is used, half of the light from lamps 60a and 60b is transmitted and the other half is reflected. Therefore, it is efficient to supply as many as two scopes of light. In the example of Fig. 13B, the light from the lamp 60 (halogen lamp, etc.) is separated by the half mirror 63a, and wavelength cut filters 61a, 62a, 61b, and 62b are arranged in respective optical paths. The ND filter 34 may be used to adjust the amount of light of each wavelength. The light beams dimmed by the ND filter 34 may be synthesized by the half mirror 63b to generate illumination light.

또한, 넓은 파장 대역이며 적분했을 때에 계측 오차가 0 nm가 되도록 파장 범위를 선택함으로써 전체적으로 계측 오차를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 10b에서, 610 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내의 계측 오차를 적분하면 0 nm가 된다. 그 때문에, 이러한 범위의 조명광을 사용하면, 계측 오차의 오프셋은 발생하지 않는다. 또한, 단차(52)의 변화량에 대하여 계측 오차가 민감한 640 nm의 파장뿐만 아니라 둔감한 파장도 사용되기 때문에, 단차(52)의 변화량에 대한 계측 오차의 민감도는 감소한다.In addition, it is possible to reduce the overall measurement error by selecting the wavelength range so that it is a wide wavelength band and the measurement error is 0 nm when integrated. For example, in FIG. 10B , integration of a measurement error within a wavelength range of 610 nm to 700 nm results in 0 nm. Therefore, when the illumination light of such a range is used, the offset of a measurement error does not generate|occur|produce. In addition, since not only the wavelength of 640 nm, which is sensitive to the measurement error with respect to the amount of change in the step 52 but also the insensitive wavelength, are used, the sensitivity of the measurement error to the amount of change in the step 52 is reduced.

이하, 정렬 광원(23)으로서 파장 대역이 넓은 광원을 사용하고, 촬상 소자(25)로서 컬러(RGB) 센서를 사용하는 예에 대해서 설명한다. 이 경우, R, G, 및 B의 파장 대역에서 검출되는 무아레 무늬의 위치를 검출할 수 있다. 그 때문에, 정렬 광원(23)의 파장 대역을 변경하지 않아도 센서 측에서 R, G, 및 B의 파장 대역에서 검출된 무아레 무늬 위치를 가중치 부여하고 평균화함으로써, 파장에 의한 계측 오차가 제거된 위치 계측을 행할 수 있다. 구체적으로, 할로겐 램프는 정렬 광원(23)에 400 내지 720 nm의 파장 범위 내의 광을 출력한다. 촬상 소자(25)의 컬러(RGB) 센서의 감도가 R:590 내지 720 nm, G:480 내지 600 nm, 및 B:400 내지 540 nm로 설정되는 경우에 대해서 설명한다. 할로겐 램프는 넓은 파장 대역을 갖기 때문에, 촬상 소자(25)의 컬러(RGB) 센서의 R, G, 및 B의 대역에서 파형이 검출된다. 파장은 서로 상이하기 때문에, 검출된 위치는 서로 상이하다. 또한, 중첩 검사 장치 등에서의 계측 결과와 유사해지도록, R, G, 및 B의 파장 대역을 가중치 부여해서 평균화함으로써, 계측 오차를 저감시킬 수 있다. 또한, 이 방법은 시뮬레이션의 결과를 사용한다. 그러나, 각 파장에서의 실측값을 사용함으로써 계측 오차를 신뢰성 있게 감소시킬 수 있다.Hereinafter, an example in which a light source having a wide wavelength band is used as the alignment light source 23 and a color (RGB) sensor is used as the image pickup device 25 will be described. In this case, the positions of the moire fringes detected in the R, G, and B wavelength bands may be detected. Therefore, even without changing the wavelength band of the alignment light source 23, by weighting and averaging the moire fringe positions detected in the R, G, and B wavelength bands on the sensor side, the measurement error due to the wavelength is eliminated. can be done Specifically, the halogen lamp outputs light within a wavelength range of 400 to 720 nm to the alignment light source 23 . A case will be described in which the sensitivity of the color (RGB) sensor of the image pickup device 25 is set to R: 590 to 720 nm, G: 480 to 600 nm, and B: 400 to 540 nm. Since the halogen lamp has a wide wavelength band, waveforms are detected in the bands of R, G, and B of the color (RGB) sensor of the image pickup device 25 . Since the wavelengths are different from each other, the detected positions are different from each other. In addition, measurement errors can be reduced by weighting and averaging the wavelength bands of R, G, and B so as to be similar to the measurement results in an overlap inspection apparatus or the like. Also, this method uses the results of simulations. However, the measurement error can be reliably reduced by using the measured values at each wavelength.

여기서, 정렬 광원(23) 내의 광원(발광 소자)(30)으로서 3종류(3 영역)의 파장의 레이저 광원(660 nm, 730 nm, 및 760 nm)을 사용하는 예에 대해서 이하에 설명한다. 레이저의 파장의 종류에 관해서는, 파장이 조밀하면 고정밀도로 계측을 행할 수 있지만, 정렬 광원(23)을 위한 공간이나 비용을 감안해서 레이저의 수가 결정될 수 있다. 또한, 레이저의 종류에 관해서는, 파장으로 인해 발광 강도 사이에 차이가 있기 때문에, 필요한 광량을 충족하는 레이저가 선택될 수 있다. 예를 들어, 1W 이상의 출력이 필요한 경우, 파장의 종류는 한정된다. 상기 3종류의 파장(660 nm, 730 nm, 및 760 nm)은 소형이며 고출력을 갖는 레이저를 선택하고 있다.Here, an example in which laser light sources (660 nm, 730 nm, and 760 nm) of three types (three regions) are used as the light source (light emitting element) 30 in the alignment light source 23 will be described below. As for the kind of wavelength of the laser, if the wavelength is dense, measurement can be performed with high precision, but the number of lasers can be determined in consideration of the space and cost for the alignment light source 23 . Also, regarding the type of laser, since there is a difference between the emission intensity due to the wavelength, a laser that meets the required amount of light can be selected. For example, when an output of 1W or more is required, the type of wavelength is limited. For the three wavelengths (660 nm, 730 nm, and 760 nm), a laser having a small size and high power is selected.

할로겐 램프 등의 파장 대역이 넓은 광원으로부터 3개의 영역의 파장을 잘라내는 방법과 비교하여, 레이저 광원을 사용하면 광의 출력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 할로겐 램프 또는 메탈 할라이드 램프의 경우, 발광점으로부터 광이 넓어져서 나오기 때문에, 광을 Φ3 mm 이하의 작은 영역에 효율적으로 집광하는 것이 어렵다. 반도체 웨이퍼를 정렬시키기 위해서는, 웨이퍼(8) 상의 Φ3 mm 이하의 영역을 광으로 조사하여 마크 위치를 관찰할 필요가 있다. 그 때문에, 웨이퍼(8) 상의 마크 영역에 집광될 수 없는 광은 계측에 사용할 수 없고 불필요한 광이 된다. 즉, 할로겐 램프 등을 매우 작은 영역에 광을 집광하는 데 사용하는 경우, 효율이 악화된다. 레이저 광원이 적용되는 경우, Φ1 mm 이하의 영역이 고휘도로 조사될 수 있다. 웨이퍼(8) 상의 웨이퍼 마크(11)를 고휘도로 조사할 수 있는 경우, 프로세스에서 웨이퍼(8)에 적층되는 물질이 광을 투과시키기 어려운 물질인 경우에도, 웨이퍼 마크(11)로부터의 반사광을 검출할 수 있다.Compared with a method of cutting out wavelengths of three regions from a light source having a wide wavelength band, such as a halogen lamp, the use of a laser light source can increase light output. For example, in the case of a halogen lamp or a metal halide lamp, since the light spreads out from the light emitting point, it is difficult to efficiently condense the light to a small area of ?3 mm or less. In order to align the semiconductor wafer, it is necessary to irradiate a region of ?3 mm or less on the wafer 8 with light to observe the mark position. Therefore, the light that cannot be focused on the mark area on the wafer 8 cannot be used for measurement and becomes unnecessary light. That is, when a halogen lamp or the like is used to condense light in a very small area, the efficiency deteriorates. When a laser light source is applied, an area of Φ1 mm or less can be irradiated with high luminance. When the wafer mark 11 on the wafer 8 can be irradiated with high luminance, the reflected light from the wafer mark 11 is detected even when the material laminated on the wafer 8 in the process is a material that is difficult to transmit light. can do.

또한, 1종류의 정렬 광원(23)의 파장을 적용하는 경우, 파장은 웨이퍼(8)에 적층되는 물질 또는 그 두께에 따라서는 투과하기 어려운 파장이 되고, 웨이퍼(8) 상의 웨이퍼 마크(11)를 검출할 수 없게 될 가능성이 있다. 그 때문에, 3종류의 파장을 갖는 레이저가 적용된다. 각 레이저로부터의 광선을 합성해서 사용함으로써, 웨이퍼(8)의 적층 구조에 의해 웨이퍼 마크(11)를 검출할 수 없게 될 가능성을 저감시킬 수 있다.In addition, when the wavelength of one type of alignment light source 23 is applied, the wavelength becomes a wavelength that is difficult to transmit depending on the material laminated on the wafer 8 or its thickness, and the wafer mark 11 on the wafer 8 is may become undetectable. Therefore, a laser having three types of wavelengths is applied. By synthesizing and using the light beams from each laser, the possibility that the wafer mark 11 cannot be detected due to the stacked structure of the wafer 8 can be reduced.

상술한 바와 같이 3종류의 파장을 사용하는 경우에 최적 파장을 선택하는 방법에 대해서 도 11의 위치 계측 장치를 포함하는 임프린트 장치(1)의 동작 시퀀스를 도시하는 흐름도에 기초하여 이하에서 설명한다. 여기서, 위치 계측 장치를 사용해서 계측을 행하여 얻은 계측값은, 중첩 검사 장치 등의 평가 장치를 사용해서 얻어진 평가 결과와 비교해서, 차분을 산출한다. 산출된 차분값은, 계측되는 몰드 마크(10) 및 웨이퍼 마크(11)의 조건에 따라, 도 10b에 도시되는 바와 같이 각각의 파장에 따라서 달라지는 계측값이 된다.A method of selecting an optimal wavelength when using three types of wavelengths as described above will be described below based on a flowchart showing an operation sequence of the imprint apparatus 1 including the position measuring apparatus of FIG. 11 . Here, the measurement value obtained by performing measurement using a position measurement apparatus is compared with the evaluation result obtained using evaluation apparatuses, such as an overlap inspection apparatus, and computes a difference. The calculated difference value becomes a measured value that varies depending on the respective wavelengths as shown in Fig. 10B according to the conditions of the mold mark 10 and the wafer mark 11 to be measured.

계측을 통해 얻어진 상기 차분값의 부호에 관해서는, 3종류의 파장 중 1개의 파장의 계측값의 부호가 나머지 2종류의 파장에서 얻어진 계측값의 부호와 다른 경우, 상이한 부호를 갖는 다른 1개의 파장과 나머지 파장 중 1개를 사용해서 가중치 부여를 행한다. 가중치 부여를 행함으로써 파장을 중첩 계측 결과에 순응시킬 수 있다. 예를 들어, 660 nm의 파장의 계측값이 부이고, 730 nm의 파장의 계측값이 정이며, 760 nm의 파장의 계측값이 부인 경우, 760 nm의 파장 및 660 nm의 파장(또는 760 nm의 파장)의 광의 출력을 가중치 부여해서 평균화한다. 이에 의해, 중첩 계측 결과(기준)에 순응시키거나 조명광을 생성할 수 있다. 계측값의 부호가 서로 동일한 2종류의 파장에 대해서는 어느 파장을 선택해도 되고, 동일한 시야에서 관찰되는 상이한 마크와의 강도비로부터 파장을 선택해도 된다.As for the sign of the difference value obtained through measurement, when the sign of the measured value of one of the three types of wavelengths is different from the sign of the measured value obtained at the other two kinds of wavelengths, the other wavelength having a different sign and weighting is performed using one of the remaining wavelengths. By weighting, the wavelength can be adapted to the superposition measurement result. For example, if the measured value of the wavelength of 660 nm is negative, the measured value of the wavelength of 730 nm is positive, and the measured value of the wavelength of 760 nm is negative, then the wavelength of 760 nm and the wavelength of 660 nm (or 760 nm The light output of the wavelength of ) is weighted and averaged. Thereby, it is possible to conform to the superposition measurement result (reference) or to generate an illumination light. About two types of wavelengths with the same sign of a measurement value, which wavelength may be selected, and you may select a wavelength from the intensity ratio with the different mark observed by the same visual field.

3종류의 파장에 관해서는, 계측값의 부호가 3종류의 파장 모두에서 동일한 부호인 경우, 어느 파장을 선택해도 오프셋 분을 제거할 필요가 있다. 이 경우, 동시에 관찰되는 거친 정렬용의 마크의 광량으로부터 가중치 부여의 비율을 결정할 수 있다.Regarding the three kinds of wavelengths, when the sign of the measured value is the same for all three kinds of wavelengths, it is necessary to remove the offset no matter which wavelength is selected. In this case, it is possible to determine the weighting ratio from the light quantity of the marks for rough alignment observed at the same time.

여기서, 동일한 시야에서 관찰하는 마크에 대해서 상세하게 설명한다. 도 14는 몰드(7)와 웨이퍼(8)를 중첩시켰을 때에 계측되는 정렬 마크를 개략적으로 도시하는 도면이다. 외측 프레임의 범위(73)는 위치 계측 장치에 의해 한 번에 관찰될 수 있는 범위를 나타낸다. 몰드 마크(71a-1)와 웨이퍼 마크(72a-1)의 기하학적 중심 위치를 기준으로 하여, 계측 광학계(3)의 마크 위치의 계측 결과로부터 몰드(7)와 웨이퍼(8)의 상대 위치 어긋남(D1)을 구할 수 있다. 몰드 마크(71a-1)와 웨이퍼 마크(72a-1)의 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 작은 전유 영역을 갖는 마크를 사용하여 거친 정렬을 행할 수 있다. 이때, 몰드 마크(71a-1)와 웨이퍼 마크(72a-1)의 반사율 사이의 차이에 의해 검출되는 마크에서 강도비가 발생한다. 강도비가 크면, 강도가 약한 마크를 검출할 수 있는 휘도의 조명으로 조사를 행한다. 그러므로, 강도가 강한 마크는 포화되고, 계측 오차가 발생한다. 그 때문에, 마크의 강도비를 억제할 필요가 있다.Here, the mark observed from the same visual field is demonstrated in detail. 14 is a diagram schematically showing alignment marks measured when the mold 7 and the wafer 8 are superposed. A range 73 of the outer frame indicates a range that can be observed by the position measuring device at a time. Based on the geometric center position of the mold mark 71a-1 and the wafer mark 72a-1 as a reference, the relative positional deviation of the mold 7 and the wafer 8 from the measurement result of the mark position of the measurement optical system 3 ( D1) can be obtained. The size of the mold mark 71a-1 and the wafer mark 72a-1 can be reduced. Thereby, it is possible to perform coarse alignment using a mark having a small dedicated area. At this time, an intensity ratio occurs in the mark detected by the difference between the reflectances of the mold mark 71a-1 and the wafer mark 72a-1. When the intensity ratio is large, the irradiation is performed with illumination of a luminance capable of detecting a mark with a weak intensity. Therefore, a mark with strong intensity is saturated, and a measurement error occurs. Therefore, it is necessary to suppress the intensity ratio of the mark.

이어서, 몰드 마크(71a-2)와 웨이퍼 마크(72a-2)를 중첩시킴으로써 형성되는 무아레 무늬에 대해서 아래에서 설명한다. 몰드 마크(71a-2) 및 웨이퍼 마크(72a-2)는 도 8c 또는 도 8d에 도시된 주기적인 패턴을 갖도록 구성된다. 계측 방향의 주기가 미소하게 다르기 때문에, 이들이 중첩하는 경우, Y 방향에서 무아레 무늬가 형성된다. 또한, 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 주기 사이의 차이에 의해, 상대 위치가 변화하는 경우 무아레 무늬의 시프트 방향이 달라진다.Next, a moire pattern formed by superposing the mold mark 71a-2 and the wafer mark 72a-2 will be described below. The mold mark 71a-2 and the wafer mark 72a-2 are configured to have the periodic pattern shown in Fig. 8C or Fig. 8D. Since the period in the measurement direction is slightly different, when they overlap, a moire fringe is formed in the Y direction. Further, due to the difference between the periods of the mold mark 10 and the wafer mark 11, the shift direction of the moire fringe changes when the relative position changes.

예를 들어, 몰드 마크(71a-2)의 주기가 웨이퍼 마크의 주기보다 미소하게 큰 경우, 웨이퍼(8)가 상대적으로 +Y 방향으로 시프트되면, 무아레 무늬도 +Y 방향으로 시프트된다. 한편, 몰드 마크(10)의 주기가 웨이퍼 마크(11)의 주기보다 미소하게 작은 경우, 웨이퍼(8)가 상대적으로 +Y 방향으로 시프트되면, 무아레 무늬는 -Y 방향으로 시프트된다. 여기서, 2단째의 무아레 무늬(71a-2' 및 72a-2')가 몰드 마크(71a-2')와 웨이퍼 마크(72a-2')에 형성되고, 몰드 마크(71a-2)와 웨이퍼 마크(72a-2)의 계측 방향의 주기가 그 사이에서 전환된다. 그 때문에, 상대 위치가 달라지면 계측되는 2단째의 무아레 무늬의 위치가 반대 방향으로 변화한다. 또한, 상대 위치 어긋남(D2)으로부터, 몰드(7)와 웨이퍼(8)의 상대 위치 어긋남을 구한다. 이때, 무아레 신호를 발생시키는 몰드측과 기판측의 주기적인 마크가 1 주기 분 어긋나는 경우에도, 무아레 신호를 검출하는 원리로 인해 1 주기 분의 어긋남을 검출할 수 없다. 그 때문에, 계측 정밀도가 낮은 몰드 마크(71a-1)와 웨이퍼 마크(72a-1)를 사용하여 몰드(7)와 웨이퍼(8) 사이에 1 주기 분의 상대 위치 어긋남이 없는 것을 확인한다.For example, when the period of the mold mark 71a-2 is slightly larger than the period of the wafer mark, when the wafer 8 is relatively shifted in the +Y direction, the moire fringe is also shifted in the +Y direction. On the other hand, when the period of the mold mark 10 is slightly smaller than the period of the wafer mark 11, when the wafer 8 is relatively shifted in the +Y direction, the moire fringe is shifted in the -Y direction. Here, second-level moire fringes 71a-2' and 72a-2' are formed on the mold mark 71a-2' and the wafer mark 72a-2', and the mold mark 71a-2 and the wafer mark The period of the measurement direction of (72a-2) is switched therebetween. Therefore, when the relative position is changed, the position of the measured second-stage moire pattern changes in the opposite direction. Further, the relative positional shift between the mold 7 and the wafer 8 is obtained from the relative positional shift D2. At this time, even when the periodic marks on the mold side that generate the moire signal and the substrate side are shifted by one period, the shift by one period cannot be detected due to the principle of detecting the moire signal. Therefore, it is confirmed that there is no relative positional shift for one cycle between the mold 7 and the wafer 8 using the mold mark 71a-1 and the wafer mark 72a-1 with low measurement accuracy.

몰드 마크(71a-1)와 웨이퍼 마크(72a-1)는 몰드(7)측과 웨이퍼(8)측의 주기적인 마크가 1 주기 분의 위치 오차를 야기하지 않는 피치를 갖는 경우에 무아레 신호를 발생시키는 마크일 수 있다.The mold mark 71a-1 and the wafer mark 72a-1 generate a moire signal when the periodic marks on the mold 7 side and the wafer 8 side have a pitch that does not cause a position error by one period. It can be a sign that says

몰드 마크(71a-1)와 웨이퍼 마크(72a-1)는 상이한 물질로 구성되기 때문에 검출되는 광량이 파장에 따라 다를 수 있다. 그 때문에, 3종류의 레이저의 광의 출력을 변경함으로써 마크의 강도비를 변경할 수 있다. 따라서, 몰드 마크(71a-1)와 웨이퍼 마크(72a-1)의 무아레 무늬의 강도비가 계측될 수 있는 범위가 되도록 3종류의 레이저의 출력에 대해 가중치 부여를 행한다. 이에 의해, 한 번의 계측으로 몰드 마크(71a-1)와 웨이퍼 마크(72a-1)의 무아레 무늬를 계측할 수 있다.Since the mold mark 71a-1 and the wafer mark 72a-1 are made of different materials, the amount of light detected may differ depending on the wavelength. Therefore, the intensity ratio of the mark can be changed by changing the light output of the three types of lasers. Therefore, weighting is applied to the outputs of the three types of lasers so that the intensity ratio of the moire fringes of the mold mark 71a-1 and the wafer mark 72a-1 is within a range that can be measured. Thereby, the moire pattern of the mold mark 71a-1 and the wafer mark 72a-1 can be measured with one measurement.

또한, 실측되는 3종류의 파장 이외의 파장에서의 계측값은, 몰드(7)와 웨이퍼(8)의 구조에 상정되는 비대칭 형상을 갖는 오차를 부여해서 시뮬레이션을 행함으로써 유추할 수 있다. 이에 의해, 마크 형상의 비대칭 오차의 양에 대한 각 파장의 민감도를 산출할 수 있고, 민감도가 낮아지는 파장을 우선적으로 사용할 수 있다.In addition, the measured value at wavelengths other than the three types of wavelengths actually measured can be inferred by giving the error which has an asymmetric shape assumed to the structure of the mold 7 and the wafer 8, and performing a simulation. Accordingly, it is possible to calculate the sensitivity of each wavelength with respect to the amount of asymmetry error of the mark shape, and it is possible to preferentially use the wavelength whose sensitivity is lowered.

이하, 도 15 내지 도 17을 참조하여, 웨이퍼(8)의 표면 내의 계측 오차의 분포에 대해서 설명한다. 도 15 내지 도 17은 웨이퍼(8)의 표면 내에 발생하는 계측 오차의 일례를 도시하는 도면이다. 도 15a는 웨이퍼 위치에서의 마크의 패턴 사이의 차이를 개략도이다. 도 15a에서, 웨이퍼(8)의 좌측 에지, 중앙 부분, 및 우측 에지에서 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11) 각각을 나타내고 있다. 웨이퍼(8) 상의 일부에 스핀 코팅을 통해 수지(9)(임프린트재 또는 레지스트) 등의 용제를 도포하는 경우, 웨이퍼(8)의 중심에 대해 대칭이 되는 방식으로 막 두께의 불균일이 발생한다. 그 때문에, 웨이퍼 패턴을 형성하는 조건에 따라서는 중심에 대해 대칭이 되는 방식으로 비대칭 가공 오차가 서서히 발생하고, 따라서 웨이퍼 에지에서 큰 비대칭성이 발생한다. 이 경우, 웨이퍼의 반경 방향(웨이퍼(8)의 반경 방향)에서 패턴의 비대칭 가공 오차의 형상이 커진다. 따라서, 단일 파장에서 계측이 행해지는 경우, 웨이퍼의 반경 방향에서 계측 오차가 증가한다. 예를 들어, 웨이퍼의 반경 방향은 웨이퍼(8)의 무게 중심으로부터의 방향 또는 웨이퍼(8)의 반경 방향 등의 방향이다. 도 15b는 그 일례를 도시한다. 횡축은 웨이퍼의 반경 방향의 위치를 나타내며, 종축은 진정한 위치에 대한 계측 오차를 나타낸다. 예를 들어, 진정한 위치는 기준 장치의 외부에서 계측 장치 등을 사용해서 계측되고 구해진다. 도 15b의 조건(81) 및 조건(82)의 라인 각각은 상이한 파장에서의 계측 오차를 나타낸다. 또한, 도 15b에 도시되는 조건(81) 및 조건(82)의 라인은 예이며, 계측 오차는 웨이퍼의 반경 방향에서 1차 함수에 의해 표현된다. 그러나, 고차 성분이 포함될 수 있다.Hereinafter, with reference to FIGS. 15-17, the distribution of the measurement error in the surface of the wafer 8 is demonstrated. 15 to 17 are diagrams showing examples of measurement errors occurring in the surface of the wafer 8 . 15A is a schematic diagram of differences between patterns of marks at wafer locations. In Fig. 15A, the mold mark 10 and the wafer mark 11 are respectively shown at the left edge, the central part, and the right edge of the wafer 8. As shown in FIG. When a solvent such as resin 9 (imprint material or resist) is applied to a part on the wafer 8 through spin coating, film thickness non-uniformity occurs in a manner symmetrical with respect to the center of the wafer 8 . Therefore, depending on the conditions for forming the wafer pattern, an asymmetric processing error gradually occurs in such a way that it becomes symmetric with respect to the center, and thus a large asymmetry occurs at the wafer edge. In this case, the shape of the asymmetric processing error of the pattern in the radial direction of the wafer (radial direction of the wafer 8) becomes large. Therefore, when measurement is performed at a single wavelength, the measurement error increases in the radial direction of the wafer. For example, the radial direction of the wafer is a direction from the center of gravity of the wafer 8 or a direction such as a radial direction of the wafer 8 . 15B shows an example thereof. The abscissa axis represents the radial position of the wafer, and the ordinate axis represents the measurement error with respect to the true position. For example, the true position is measured and obtained using a measuring device or the like outside the reference device. Each of the lines of condition 81 and condition 82 in FIG. 15B represents a measurement error at a different wavelength. In addition, the lines of condition 81 and condition 82 shown in Fig. 15B are examples, and the measurement error is expressed by a linear function in the radial direction of the wafer. However, higher order components may be included.

단일 파장에서 계측이 행해지는 경우, 웨이퍼의 반경 방향에서 계측 오차가 발생한다. 그러나, 복수의 파장을 혼합 방식으로 계측함으로써 웨이퍼의 반경 방향의 계측 오차를 저감시키거나 제거할 수 있다. 예를 들어, 도 15b의 경우를 일례로 하면, 2(조건(81)의 파장의 강도비) 대 1(조건(82)의 파장의 강도비)의 비율에서 합성을 행하면, 웨이퍼의 반경 방향에서 계측 오차는 0이 된다. 그 때문에, 웨이퍼의 반경 방향의 미리정해진 위치에 관계없이 고정밀도로 계측(몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치)을 행할 수 있다.When measurement is performed at a single wavelength, a measurement error occurs in the radial direction of the wafer. However, measurement errors in the radial direction of the wafer can be reduced or eliminated by measuring a plurality of wavelengths in a mixed manner. For example, taking the case of FIG. 15B as an example, if synthesis is performed at a ratio of 2 (intensity ratio of wavelength in condition 81) to 1 (intensity ratio of wavelength in condition 82), in the radial direction of the wafer The measurement error becomes zero. Therefore, measurement (relative position between the mold mark 10 and the wafer mark 11) can be performed with high precision regardless of a predetermined position in the radial direction of the wafer.

여기서, 조건(81) 및 조건(82)에서 얻어진 계측 결과를 소정 비율, 즉 조건(81)의 계측 결과 대 조건(82)의 계측 결과의 비율 = 2(조건(81)):1(조건(82))로 가중치 부여해서 평균화함으로써 진정한 위치를 얻을 수도 있다. 이때, 개별적으로 구한 단일 파장에서의 계측의 결과를 가중치 부여해서 평균화함으로써 계측 오차를 구하면, 하나의 마크에 대하여 사용되는 파장의 수만큼 계측할 필요가 있고, 따라서 계측 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 여기서, 파장의 광 강도를 최적 강도비로 합성해서 조명광을 생성하고 그 광을 마크에 조사하면, 계측을 한 번에 행할 수 있다. 따라서, 계측 시간을 단축할 수 있다. 도 15a에는, 웨이퍼(8)의 중심부의 마크 형상이 이상적인 대칭 형상인 웨이퍼 마크(11)가 도시된다. 그러나, 샘플 웨이퍼로서 또는 통상적인 제조에서 사용되는 웨이퍼(8)에서는, 웨이퍼(8)의 중심에서도 비대칭 가공 오차가 발생한다. 도 16a는 그 개략도를 도시한다. 웨이퍼(8)의 중심 위치에 비대칭 가공 오차가 있기 때문에, 조건(81) 및 조건(82)의 단일 파장에서의 계측 결과에서 계측 오차가 발생할 수 있다. 도 16b는 이때의 계측값의 일례를 도시한다. 도 16b에서는, 웨이퍼(8)의 중심에서 오프셋이 발생하고, 비대칭 가공 오차가 없는 위치에서 계측 오차가 0이 된다.Here, the measurement results obtained in the conditions 81 and 82 are given a predetermined ratio, that is, the ratio of the measurement result of the condition 81 to the measurement result of the condition 82 = 2 (condition (81)): 1 (condition ( 82)), weighted and averaged to get the true position. At this time, if the measurement error is calculated by weighting and averaging the measurement results at a single wavelength individually obtained, it is necessary to measure as many as the number of wavelengths used for one mark, and thus the measurement time becomes long. . Here, by synthesizing the light intensities of wavelengths at an optimal intensity ratio to generate illumination light and irradiating the light to the mark, measurement can be performed at once. Therefore, the measurement time can be shortened. Fig. 15A shows a wafer mark 11 in which the shape of the mark at the center of the wafer 8 is an ideally symmetrical shape. However, in the wafer 8 used as a sample wafer or in normal manufacturing, an asymmetric processing error occurs even at the center of the wafer 8 . 16A shows its schematic diagram. Because there is an asymmetric processing error at the center position of the wafer 8, a measurement error may occur in the measurement result at a single wavelength of the conditions 81 and 82. 16B shows an example of the measured value at this time. In Fig. 16B, an offset occurs at the center of the wafer 8, and the measurement error becomes zero at a position where there is no asymmetric processing error.

일례로서, 도 16에 도시되는 바와 같은 모델에서는, 웨이퍼의 반경 방향에서 단일 파장에서 계측된 계측 오차의 기울기가 제거되도록 파장을 합성함으로써 계측 오차의 오프셋이 저감되거나 제거될 수도 있다. 그러나, 통상적인 제조에 사용되는 웨이퍼(8)의 마크 구조(웨이퍼 마크(11)의 구조)는 도 16에 도시되는 바와 같은 모델에서의 단순한 구조로 한정되지 않는다. 도 17a는 웨이퍼(8)의 2군데에서 비대칭 가공 오차가 발생하는 모델의 일례의 개략도이다. 도 17b는 도 17a에 도시된 모델에서의 단일 파장에서의 계측 결과의 일례를 도시한다. 여기서, 도 17에 도시되는 조건(81) 및 조건(82)에서, 웨이퍼의 반경 방향에서의 계측 오차의 기울기의 비율은 1:2로 설정된다. 이 경우, 웨이퍼의 반경 방향에서의 계측 오차의 기울기가 제거되도록, 조건(81) 및 조건(82)을 2(조건(81)):1(조건(82))의 비율로 가중치 부여해서 평균화하는 경우, 계측 오차에 오프셋이 발생한다. 여기서, 조건(81) 및 조건(82) 등의 2개의 조건만이 있는 경우, 오프셋(오프셋량)을 저감시키거나 제거할 수 없다. 그러나, 조건(83)의 파장을 선택할 수 있는 경우, 조건(81), 조건(82), 및 조건(83)을 가중치 부여해서 평균화함으로써, 웨이퍼의 반경 방향에서의 계측 오차의 기울기를 저감 또는 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 오프셋도 저감 또는 제거할 수 있다.As an example, in a model as shown in FIG. 16 , the offset of the measurement error may be reduced or eliminated by synthesizing the wavelengths so that the slope of the measurement error measured at a single wavelength in the radial direction of the wafer is removed. However, the mark structure of the wafer 8 (the structure of the wafer mark 11) used in ordinary manufacturing is not limited to a simple structure in a model as shown in FIG. 17A is a schematic diagram of an example of a model in which an asymmetric processing error occurs at two locations on the wafer 8. As shown in FIG. Fig. 17B shows an example of the measurement result at a single wavelength in the model shown in Fig. 17A. Here, under the conditions 81 and 82 shown in Fig. 17, the ratio of the inclination of the measurement error in the radial direction of the wafer is set to 1:2. In this case, conditions 81 and 82 are weighted in a ratio of 2 (condition (81)): 1 (condition (82)) and averaged so that the inclination of the measurement error in the radial direction of the wafer is eliminated. In this case, an offset occurs in the measurement error. Here, when there are only two conditions such as condition 81 and condition 82, the offset (offset amount) cannot be reduced or eliminated. However, when the wavelength of the condition 83 can be selected, the inclination of the measurement error in the radial direction of the wafer is reduced or eliminated by weighting and averaging the conditions 81, 82, and 83. Not only can it be done, but the offset can also be reduced or eliminated.

여기서, 선택가능한 파장의 수가 적으면, 파장의 광 강도비의 합성에 의해 웨이퍼의 반경 방향에서의 계측 오차의 기울기는 저감 또는 제거되지만, 오프셋은 저감 또는 제거될 수 없는 경우가 생각된다. 그 때문에, 선택가능한 파장의 수가 많으면, 계측 오차의 기울기가 저감 또는 제거되고 오프셋이 저감 또는 제거된다는 사실과 관련하여 최적 파장의 광 강도비를 조정 및 선택할 수 있다. 또한, 발생된 오프셋은 각 패턴 형성 영역의 계측시에 항상 발생하는 오차로서 다루어지고, 이들을 제거함으로써 고정밀도로 계측(몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치)을 행할 수 있다.Here, when the number of selectable wavelengths is small, it is considered that the inclination of the measurement error in the radial direction of the wafer is reduced or eliminated by the synthesis of the light intensity ratios of the wavelengths, but the offset cannot be reduced or eliminated. Therefore, if the number of selectable wavelengths is large, it is possible to adjust and select the light intensity ratio of the optimum wavelength in relation to the fact that the slope of the measurement error is reduced or eliminated and the offset is reduced or eliminated. In addition, the generated offset is treated as an error that always occurs during measurement of each pattern formation region, and by removing them, measurement (relative position of the mold mark 10 and the wafer mark 11) can be performed with high precision.

이하, 도 18을 참조하여, 웨이퍼(8)의 표면 내에서, 각 파장에서의 웨이퍼의 반경 방향에서의 계측 오차의 그래프를 취득하기 위한 방법에 대해서 설명한다. 도 18은, 복수의 파장에서 웨이퍼의 반경 방향의 계측 오차를 계측하기 위한 웨이퍼(8)의 표면 내에서의 레이아웃의 일례를 도시하는 도면이다. 통상, 웨이퍼(8)를 노광할 때에는, 이는 1개의 웨이퍼에서 복수의 패턴 형성 영역에 행해진다. 여기서, 웨이퍼의 반경 방향에서의 계측 오차를 취득하기 위해서, 1개의 소정 파장(특정한 파장)에서 1개의 웨이퍼의 모든 패턴 형성 영역을 계측함으로써 웨이퍼의 반경 방향의 계측 오차를 계측할 수 있다. 그러나, 1개의 소정 파장을 사용하여 1개의 파장에서 1개의 웨이퍼의 모든 패턴 형성 영역을 계측하는 경우, 웨이퍼(8)의 수가 계측될 파장 및 계측될 웨이퍼(8)의 수만큼 필요하기 때문에 형상 등에서 차이가 발생한다. 결과적으로, 각각의 웨이퍼에서 오차가 발생한다. 여기서, 도 18에 도시된 방법을 사용하는 경우, 제어 유닛(12)은 마크 위치 계측(몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치)을 행함으로써 웨이퍼(8)의 매수에 의한 오차 및 웨이퍼(8)의 계측 오차를 저감할 수 있다. 도 18에서, 횡축은 X 방향의 위치를 나타내며, 종축은 Y 방향의 위치를 나타낸다. 원(W)은 웨이퍼(8)의 에지를 나타낸다. 웨이퍼 표면 내의 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 구획은 각각의 패턴 형성 영역을 나타낸다. 조건(81), 조건(82), 및 조건(83) 각각은 상이한 파장을 갖는 조건이며, 각각의 파장에서 계측되는 패턴 형성 영역을 상이한 해칭처리로 표시함으로써 파장 사이의 차이를 나타내고 있다. 도 18에서는, 일례로서 3개의 파장이 도시된다. 즉, 패턴 형성 영역에 따라, 몰드 마크(10)와 웨이퍼 마크(11)의 상대 위치에 사용되는 파장을 변경함으로써, 1개의 웨이퍼로 복수의 파장에서의 웨이퍼 반경 방향의 위치에 대한 계측 오차를 효율적으로 구할 수 있다.Hereinafter, with reference to FIG. 18, in the surface of the wafer 8, the method for acquiring the graph of the measurement error in the radial direction of the wafer at each wavelength is demonstrated. 18 is a diagram showing an example of a layout within the surface of the wafer 8 for measuring measurement errors in the radial direction of the wafer at a plurality of wavelengths. Usually, when exposing the wafer 8, this is performed on a plurality of pattern formation regions in one wafer. Here, in order to obtain a measurement error in the radial direction of the wafer, the measurement error in the radial direction of the wafer can be measured by measuring all the pattern formation regions of one wafer at one predetermined wavelength (specific wavelength). However, in the case of measuring all the pattern formation areas of one wafer at one wavelength using one predetermined wavelength, since the number of wafers 8 is required as much as the wavelength to be measured and the number of wafers 8 to be measured, the shape etc. A difference arises. As a result, errors occur in each wafer. Here, in the case of using the method shown in Fig. 18, the control unit 12 performs mark position measurement (relative positions of the mold mark 10 and the wafer mark 11), thereby causing an error due to the number of wafers 8. and measurement errors of the wafer 8 can be reduced. In FIG. 18 , the horizontal axis indicates the position in the X direction, and the vertical axis indicates the position in the Y direction. The circle W represents the edge of the wafer 8 . A section having a substantially rectangular shape within the wafer surface represents each pattern forming region. Each of the condition 81, 82, and 83 is a condition having a different wavelength, and the difference between the wavelengths is indicated by displaying the pattern formation area measured at each wavelength with different hatching processing. 18 , three wavelengths are shown as an example. That is, by changing the wavelength used for the relative position of the mold mark 10 and the wafer mark 11 according to the pattern formation area, the measurement error with respect to the position in the radial direction of the wafer at a plurality of wavelengths with one wafer is efficiently reduced. can be obtained with

여기서, 외부 계측 기기 등을 사용해서 웨이퍼(8)가 노광된 후의 계측 오차를 계측해서 기준 평가값을 구하고, 제어 유닛(12)은 계측 오차 및 그 평가값으로부터의 차분을 산출한다. 차분을 구함으로써 복수의 파장에서의 각각의 계측 오차를 얻을 수 있다. 도 18에서는, 3개분의 파장이 일정한 주기성을 갖게 해서 웨이퍼(8)의 패턴 형성 영역을 조사한다. 그러나, 파장은 3개의 파장으로 한정되지 않고 더 많은 파장이 사용될 수 있다. 적어도 2개 이상의 파장인 것이 바람직하다.Here, a reference evaluation value is obtained by measuring a measurement error after the wafer 8 is exposed using an external measuring device or the like, and the control unit 12 calculates a measurement error and a difference from the evaluation value. By calculating the difference, each measurement error at a plurality of wavelengths can be obtained. In FIG. 18, the pattern formation region of the wafer 8 is irradiated with three wavelengths having a constant periodicity. However, the wavelength is not limited to three wavelengths and more wavelengths may be used. It is preferable that it is at least two wavelengths or more.

도 19는, 소정 파장을 웨이퍼(8)의 중심 부근에 집중해서 분포시켜서 마크 위치 계측을 행하는 경우의 일례를 도시한다. 도 19에 도시되는 바와 같이, 1개의 소정 파장을 웨이퍼(8)의 표면 내의 중심 부근에만 집중해서 분포시켜서 마크 위치 계측을 행하는 경우, 그 파장에서는 웨이퍼의 반경 방향에서의 계측값의 분포가 중심 부근에서만 검출될 수 있는 문제가 있다. 도 19에서는, 조건(82)이 웨이퍼(8)의 중심 부근에 집중되기 때문에, 조건(82)의 파장에서는 웨이퍼의 반경 방향의 작은 범위에서만 계측 오차를 구할 수 있다. 그 때문에, 진정한 위치에 대한 계측 오차가 증가하면, 파장의 광 강도비가 가중치 부여되어 평균화된 경우에 최적 강도비에서 큰 오차가 발생한다. 따라서, 계측 오차를 저감시키기 위해서, 도 18에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(12)은 복수의 파장에서 웨이퍼의 반경 방향의 계측 오차를 취득하는 것이 바람직하다.19 shows an example of a case where a predetermined wavelength is concentrated and distributed in the vicinity of the center of the wafer 8 to perform mark position measurement. As shown in Fig. 19, when the mark position measurement is performed by concentrating and distributing one predetermined wavelength only in the vicinity of the center in the surface of the wafer 8, at that wavelength, the distribution of the measured values in the radial direction of the wafer is in the vicinity of the center. There are problems that can only be detected in In FIG. 19 , since the condition 82 is concentrated near the center of the wafer 8, at the wavelength of the condition 82, a measurement error can be obtained only in a small range in the radial direction of the wafer. Therefore, if the measurement error with respect to the true position increases, a large error occurs in the optimal intensity ratio when the light intensity ratio of the wavelength is weighted and averaged. Therefore, in order to reduce the measurement error, as shown in Fig. 18, the control unit 12 preferably acquires the measurement error in the radial direction of the wafer at a plurality of wavelengths.

또한, 웨이퍼(8)의 전체면에서 적어도 2종류 이상의 복수의 파장을 무작위적으로 각 패턴 형성 영역에 분포시키고, 마크 위치 계측을 행해서 계측 오차를 취득하는 것이 더 바람직하다. 구체적으로는, 각 패턴 형성 영역마다 적어도 2종류 이상의 파장으로부터 1종류를 무작위적으로 선택하고 소정 패턴 형성 영역에 대해 마크 위치 계측을 행함으로써 계측 오차를 취득한다. 또한, 각 패턴 형성 영역마다(각 샷 영역마다) 적어도 2종류 이상의 파장을 주기적으로 분산시켜서 마크 위치 계측을 행하여 계측 오차를 취득할 수 있다. 또한, 웨이퍼(8)의 세로 방향 또는 가로 방향 각각의 미리정해진 패턴 형성 영역마다 조사하는 파장의 광선(조명광)의 합성을 변경해서 마크 위치 계측을 행하여 계측 오차를 취득할 수 있다. 여기서, 미리정해진 패턴 형성 영역은 미리 설정된 패턴 형성 영역 또는 유저에 의해 임의로 선택된 패턴 형성 영역일 수 있다.Further, it is more preferable to randomly distribute a plurality of wavelengths of at least two or more types in each pattern formation region on the entire surface of the wafer 8, and to measure the position of the mark to obtain a measurement error. Specifically, a measurement error is acquired by randomly selecting one type from at least two or more wavelengths for each pattern formation area and performing mark position measurement on a predetermined pattern formation area. In addition, it is possible to obtain a measurement error by periodically dispersing at least two or more wavelengths for each pattern formation region (for each shot region) to perform mark position measurement. Further, it is possible to obtain a measurement error by measuring the mark position by changing the composition of the light rays (illumination light) of the wavelength to be irradiated for each predetermined pattern formation region in the vertical direction or the horizontal direction of the wafer 8 . Here, the predetermined pattern forming area may be a preset pattern forming area or a pattern forming area arbitrarily selected by a user.

도 20은 웨이퍼(8)의 수평면에서 미리정해진 방향으로 소정 파장을 분포시켜서 마크 위치 계측을 행하는 경우의 일례를 도시한다. 수평면에서의 방향은 웨이퍼(8)의 표면에서의 X 방향(가로 방향) 또는 Y 방향(세로 방향)을 나타낸다. 도 20에 도시되는 바와 같이, 웨이퍼의 반경 방향 이외에, 웨이퍼(8)의 단면의 구조에 따라서, 웨이퍼(8)의 X 방향 또는 Y 방향에서 특정한 파장 분포가 존재할 수 있다. 도 20에서는, 조건(81)은 Y 방향에서 분포를 갖고, 조건(83)은 X 방향에서 분포를 갖는다. 여기서, 예를 들어, 웨이퍼 마크(11)의 형상 패턴이 X 방향에서 비대칭 가공 오차를 가지고 형성되는 경우, 단일 파장에서 계측을 행할 때에 웨이퍼(8)의 X 방향에서 계측 오차의 기울기가 발생한다. 그 때문에, 웨이퍼(8)의 X 방향에서의 계측 오차가 저감 또는 제거되도록 파장의 광 강도비를 결정할 필요가 있다. Y 방향에 대해서도 X 방향과 동일하다. 그 때문에, 예를 들어 도 20에 도시되는 분포의 경우에서 각 파장의 계측 오차가 취득되는 경우에도, 계측 오차가 증가한다. 조건(81)에서는 X 방향에서의 계측 오차의 분포를 정밀하게 취득하는 것이 어렵고, 조건(83)에서는 Y 방향에서의 계측 오차의 분포를 정밀하게 취득하는 것이 어렵다. 따라서, 가중치 부여 및 평균화를 행하는 경우에도 계측 오차가 증가한다. 따라서, 상술한 방법을 사용해서 마크 위치 계측을 행함으로써 계측 오차를 저감시킬 필요가 있다.20 shows an example of a case where mark position measurement is performed by distributing a predetermined wavelength in a predetermined direction on the horizontal plane of the wafer 8 . The direction in the horizontal plane represents the X direction (horizontal direction) or Y direction (vertical direction) on the surface of the wafer 8 . As shown in FIG. 20 , in addition to the radial direction of the wafer, a specific wavelength distribution may exist in the X direction or the Y direction of the wafer 8 according to the structure of the cross section of the wafer 8 . In Fig. 20, condition 81 has a distribution in the Y direction, and condition 83 has a distribution in the X direction. Here, for example, when the shape pattern of the wafer mark 11 is formed with an asymmetric processing error in the X direction, the inclination of the measurement error occurs in the X direction of the wafer 8 when measurement is performed at a single wavelength. Therefore, it is necessary to determine the light intensity ratio of the wavelengths so that the measurement error in the X direction of the wafer 8 is reduced or eliminated. The Y direction is the same as the X direction. Therefore, for example, even when the measurement error of each wavelength is acquired in the case of the distribution shown in FIG. 20, the measurement error increases. In the condition (81), it is difficult to accurately obtain the distribution of the measurement error in the X direction, and in the condition (83), it is difficult to accurately obtain the distribution of the measurement error in the Y direction. Therefore, the measurement error increases even when weighting and averaging are performed. Therefore, it is necessary to reduce the measurement error by measuring the mark position using the method described above.

전술한 예에서는, 웨이퍼의 반경 방향의 계측 오차를 1개의 웨이퍼의 데이터로부터 취득한다. 그러나, 복수의 웨이퍼에 대해 유사한 계측을 행할 수 있고, 그 평균값을 사용할 수 있다. 평균값으로부터 구한 값을 사용함으로써 계측 오차의 분포의 취득의 정밀도를 향상시킬 수 있다.In the above example, the measurement error in the radial direction of the wafer is acquired from data of one wafer. However, similar measurements can be made for a plurality of wafers, and the average value can be used. By using the value calculated|required from the average value, the precision of acquisition of the distribution of a measurement error can be improved.

이하, 도 21을 참조하여 웨이퍼의 반경 방향의 계측 오차를 취득하는 방법에 대해서 설명한다. 도 21은 복수의 파장에서 웨이퍼(8)의 표면 내의 계측 오차를 계측하기 위한 시퀀스도의 일례이다. 도 21a는 도 11의 단계 S104의 처리의 상세를 도시하며, 도 21b는 도 11의 단계 S105의 처리의 상세를 도시한다. 도 21의 위치 계측 장치를 포함하는 임프린트 장치(1)의 동작은 제어 유닛(12)(제어 유닛)에 의해 제어된다.Hereinafter, with reference to FIG. 21, the method of acquiring the measurement error of the radial direction of a wafer is demonstrated. 21 is an example of a sequence diagram for measuring a measurement error within the surface of the wafer 8 at a plurality of wavelengths. Fig. 21A shows the details of the processing in step S104 in Fig. 11, and Fig. 21B shows the details of the processing in step S105 in Fig. 11 . The operation of the imprint apparatus 1 including the position measuring device of FIG. 21 is controlled by the control unit 12 (control unit).

도 21에 도시되는 바와 같이, 계측 오차를 3개의 파장에서 각각 취득한다. 먼저, 단계 S201에서는, 임프린트 장치(1) 내부의 위치 계측 장치에 의해 특정한 파장(파장 A)의 조명광을 사용해서 웨이퍼(8)의 표면 내의 각 패턴 형성 영역에 대해 마크 위치 계측을 행함으로써 계측 오차를 취득한다. 이어서, 단계 S202에서는, 임프린트 장치(1) 내부의 위치 계측 장치에 의해 특정한 파장(파장 B)의 조명광을 사용해서 웨이퍼(8)의 표면 내의 각 패턴 형성 영역에 대해 마크 위치 계측을 행함으로써 계측 오차를 취득한다. 이어서, 단계 S203에서는, 임프린트 장치(1) 내부의 위치 계측 장치에 의해 특정한 파장(파장 C)의 조명광을 사용하여 웨이퍼(8)의 표면 내의 각 패턴 형성 영역에 대해 마크 위치 계측을 행함으로써 계측 오차를 취득한다. 도 12에서는, 일례로서, 3개의 파장에 대해 마크 위치 계측을 행했지만, 파장의 수는 이것으로 한정되지 않는다. 3개 이상의 파장이 사용될 수 있다. 이 경우, 사용되는 파장의 수만큼 유사한 처리를 행할 수 있다.As shown in Fig. 21, measurement errors are respectively acquired at three wavelengths. First, in step S201, a measurement error is performed by measuring the mark position for each pattern formation region in the surface of the wafer 8 using an illumination light of a specific wavelength (wavelength A) by a position measuring device inside the imprint apparatus 1 . to acquire Next, in step S202, a measurement error is performed by measuring the mark position for each pattern formation region in the surface of the wafer 8 using an illumination light of a specific wavelength (wavelength B) by a position measuring device inside the imprint apparatus 1 . to acquire Next, in step S203 , a measurement error is performed by measuring the mark position for each pattern formation region in the surface of the wafer 8 using an illumination light of a specific wavelength (wavelength C) by a position measuring device inside the imprint apparatus 1 . to acquire In FIG. 12, as an example, although mark position measurement was performed with respect to three wavelengths, the number of wavelengths is not limited to this. More than three wavelengths may be used. In this case, similar processing can be performed as many as the number of wavelengths used.

단계 S201 내지 S203의 처리를 행할 때에, 도 18에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(8)의 전체면에서 적어도 2종류 이상의 복수의 파장이 무작위적으로 분포되어 조사가 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 파장이 특정한 파장으로부터 다른 파장으로 변경되는 경우, 변경 직후의 계측은 불안정해질 수 있다. 따라서, 예를 들어, 각 패턴 형성 영역마다 파장을 변경해서 계측을 행하는 것이 아니라, 파장을 변경하지 않고 다음 패턴 형성 영역을 계측하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 특정한 파장(파장 A)에서 웨이퍼 표면 내의 파장 A에서 계측되는 각 패턴 형성 영역에 대해 마크 위치 계측을 행해서 계측 오차를 취득한다. 파장 A에서의 계측이 완료된 후에, 파장 A 이외의 특정한 파장(파장 B)에서, 파장 A가 계측되지 않은 영역에서 파장 B가 계측되는 각 패턴 형성 영역에 대해 마크 위치 계측을 행해서 계측 오차를 취득한다. 파장 B에서의 계측이 완료된 후에, 파장 A 및 파장 B 이외의 특정한 파장(파장 C)에서, 파장 A 및 파장 B가 계측되지 않은 영역에서 파장 C가 계측되는 패턴 형성 영역에 대해 마크 위치 계측을 행해서 계측 오차를 취득한다.When the processing of steps S201 to S203 is performed, as shown in Fig. 18, it is preferable that a plurality of wavelengths of at least two or more are randomly distributed over the entire surface of the wafer 8 and irradiation is performed. Also, when the wavelength is changed from a specific wavelength to another wavelength, the measurement immediately after the change may become unstable. Therefore, for example, it is preferable to measure the next pattern formation region without changing the wavelength, instead of changing the wavelength for each pattern formation region. Specifically, at a specific wavelength (wavelength A), the measurement error is obtained by measuring the mark position for each pattern formation region measured at the wavelength A in the wafer surface. After the measurement at the wavelength A is completed, at a specific wavelength (wavelength B) other than the wavelength A, the mark position is measured for each pattern formation area where the wavelength B is measured in the area where the wavelength A is not measured to obtain a measurement error . After the measurement at the wavelength B is completed, at a specific wavelength (wavelength C) other than the wavelengths A and B, the mark position measurement is performed on the pattern formation area where the wavelength C is measured in the area where the wavelengths A and B are not measured, Acquire the measurement error.

이어서, 단계 S301에서, 외부의 중첩 검사 장치 등의 검사 장치를 사용해서 웨이퍼(8)의 중첩 상태를 계측(검사)하고, 중첩 오차를 계측 및 취득한다. 이때, 계측된 값이 진정한 위치이다. 이어서, 단계 S302에서, 임프린트 장치(1) 내부의 위치 계측 장치에 의해 구한 계측값과 외부 중첩 검사 장치 등에 의해 구한 진정한 위치 사이의 차분으로부터 계측 오차를 구한다. 이어서, 단계 S303에서, 웨이퍼의 반경 방향에서의 계측 오차의 기울기 및 오프셋의 양에 기초하여 최적 파장을 산출한다.Next, in step S301, the overlapping state of the wafers 8 is measured (inspected) using an inspection apparatus such as an external overlap inspection apparatus, and the overlapping error is measured and acquired. At this time, the measured value is the true position. Next, in step S302, a measurement error is calculated|required from the difference between the measured value calculated|required by the position measuring apparatus inside the imprint apparatus 1, and the true position calculated|required by the external superimposition inspection apparatus etc. Next, in step S303, the optimum wavelength is calculated based on the slope of the measurement error in the radial direction of the wafer and the amount of offset.

2개 이상의 웨이퍼(8)를 사용해서 최적 파장의 조건을 설정하는 경우, 도 21a 및 도 21b의 처리를 웨이퍼(8)의 수만큼 반복해서 계측을 행하고, 얻어진 파장의 광 강도비를 각각 평균화해서 최적 파장을 구할 수 있다. 여기서, 제1 웨이퍼의 것과 완전히 동일한 패턴 형성 영역의 분포에서 최적 파장의 광 강도비를 구할 수 있다. 제2 웨이퍼에서는, 이는 제1 웨이퍼(8)에서의 패턴 형성 영역의 분포와는 상이한 다른 분포로서 계측될 수 있다. 복수의 웨이퍼(8)에서의 산출 결과를 평균화함으로써 더 신뢰성 있는 파장의 광 강도비를 얻을 수 있다.When the optimum wavelength condition is set using two or more wafers 8, the process of FIGS. 21A and 21B is repeated for the number of wafers 8, and the obtained wavelength light intensity ratio is averaged, respectively. The optimum wavelength can be obtained. Here, the light intensity ratio of the optimum wavelength can be obtained from the distribution of the pattern formation area exactly the same as that of the first wafer. In the second wafer, this can be measured as a distribution different from the distribution of the pattern formation area in the first wafer 8 . By averaging the calculation results on the plurality of wafers 8, a more reliable light intensity ratio of wavelengths can be obtained.

위에서 임프린트 장치(1)에 기초하여 예를 설명했지만, 이는 반도체 노광 장치에도 유사하게 적용된다. 또한, 몰드(7)와 웨이퍼(8)의 상대 위치를 계측하는 방법에 관해서, 무아레 무늬를 사용한 검출 방법을 설명했다. 그러나, 예 1은 웨이퍼 상의 위치의 패턴을 명시야 및 암시야에서 계측하는 경우 또는 패턴으로부터의 회절광을 검출하는 계측 방법에도 적용될 수 있다.Although the example has been described above based on the imprint apparatus 1, this is similarly applied to the semiconductor exposure apparatus. In addition, the detection method using the moire pattern was demonstrated regarding the method of measuring the relative position of the mold 7 and the wafer 8. FIG. However, Example 1 can also be applied to a case where a pattern of a position on a wafer is measured in a bright field and a dark field, or a measurement method for detecting diffracted light from the pattern.

(물품 제조 방법의 실시형태) (Embodiment of article manufacturing method)

이어서, 전술한 노광 장치(위치 계측 장치를 갖는 임프린트 장치(1))를 이용하여 반도체 디바이스(반도체 IC 소자, 액정 표시 소자, MEMS 등)을 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 반도체 디바이스는 전술한 노광 장치를 사용하며 웨이퍼(8)와 몰드(7)의 위치 계측을 행하는 단계를 갖는다. 또한, 반도체 디바이스는 위치 계측을 행한 후에 웨이퍼(8) 상에 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계를 갖는다. 또한, 반도체 디바이스는 적어도 패턴 형성 단계에서 패턴이 형성된 웨이퍼(8)를 가공하는 가공 단계와 가공된 기판으로부터 물품을 제조하는 단계를 갖는다. 가공 단계는 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등을 포함한다. 본 반도체 디바이스를 제조하는 제조 방법에 따르면, 종래 기술보다 고품질의 반도체 디바이스를 제조할 수 있다.Next, a method for manufacturing a semiconductor device (semiconductor IC element, liquid crystal display element, MEMS, etc.) using the above-described exposure apparatus (imprint apparatus 1 having a position measuring apparatus) will be described. The semiconductor device has a step of performing position measurement of the wafer 8 and the mold 7 using the above-described exposure apparatus. Further, the semiconductor device has a pattern forming step of forming a pattern on the wafer 8 after performing position measurement. Further, the semiconductor device has at least a processing step of processing the patterned wafer 8 in the pattern forming step and a step of manufacturing an article from the processed substrate. Processing steps include etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like. According to the manufacturing method for manufacturing the present semiconductor device, a semiconductor device of higher quality than that of the prior art can be manufactured.

본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명했지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be construed in the broadest possible manner to include all such modifications and equivalent structures and functions.

본 출원은 그 전문이 본원에 참조로 통합되는 2020년 2월 21일에 출원된 일본 특허 출원 제2020-027874호의 이익을 주장한다.This application claims the benefit of Japanese Patent Application No. 2020-027874, filed on February 21, 2020, the entirety of which is incorporated herein by reference.

Claims (19)

대상물(object)의 위치를 계측하는 위치 계측 장치이며,
상기 대상물을 제1 파장의 광 및 상기 제1 파장과는 상이한 제2 파장의 광을 포함하는 조명광으로 조명하도록 구성되는 조명 유닛;
상기 조명광으로 조명된 상기 대상물로부터의 광을 검출함으로써 상기 대상물의 위치를 계측하도록 구성되는 계측 유닛; 및
상기 계측 유닛에서의 상기 대상물의 위치에 따라 달라지는 계측 오차가 저감되도록 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 비율을 조정하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는, 위치 계측 장치.
It is a position measuring device for measuring the position of an object,
an illumination unit configured to illuminate the object with illumination light including light of a first wavelength and light of a second wavelength different from the first wavelength;
a measurement unit configured to measure a position of the object by detecting light from the object illuminated with the illumination light; and
and a control unit configured to adjust a ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength such that a measurement error that varies depending on the position of the object in the measurement unit is reduced.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 상기 비율의 조정을 가중치 부여를 통해 조정하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
and the control unit adjusts the adjustment of the ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength through weighting.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 대상물의 무게 중심으로부터의 방향에서의 상기 계측 오차가 저감되도록 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 상기 비율을 조정하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
and the control unit adjusts the ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength so that the measurement error in a direction from the center of gravity of the object is reduced.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 계측 오차가 저감되도록 상기 대상물의 미리정해진 위치에 따라 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 상기 비율을 조정하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
and the control unit adjusts the ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength according to a predetermined position of the object so that the measurement error is reduced.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 대상물의 수평면 상의 미리정해진 방향에서의 상기 계측 오차가 저감되도록 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 상기 비율을 조정하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
and the control unit adjusts the ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength so that the measurement error in a predetermined direction on the horizontal plane of the object is reduced.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 대상물의 각 패턴 형성 영역마다 상기 제1 파장과 상기 제2 파장을 포함하는 상기 조명광을 각각 주기적으로 분산시킴으로써 상기 대상물을 조명하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
and the control unit illuminates the object by periodically dispersing the illumination light including the first wavelength and the second wavelength for each pattern formation area of the object.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 대상물에서의 세로 방향 또는 가로 방향 각각의 미리정해진 패턴 형성 영역마다 조명되는 상기 제1 파장과 상기 제2 파장을 포함하는 상기 조명광의 합성을 변경하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
and the control unit changes the composition of the illumination light including the first wavelength and the second wavelength illuminated for each predetermined pattern forming area in each of a longitudinal direction or a transverse direction on the object.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 제1 파장과 상기 제2 파장을 포함하는 적어도 2종류 이상의 파장으로부터 하나를 무작위적으로 선택하고 상기 대상물을 조명하게 하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
and the control unit randomly selects one from at least two or more wavelengths including the first wavelength and the second wavelength to illuminate the object.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 계측 오차의 오프셋량이 저감되도록 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 상기 비율을 조정하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
and the control unit adjusts the ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength so that an offset amount of the measurement error is reduced.
제1항에 있어서,
상기 대상물은 미리정해진 마크를 포함하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
wherein the object includes a predetermined mark.
제10항에 있어서,
상기 미리정해진 마크는 주기적인 패턴을 갖는, 위치 계측 장치.
11. The method of claim 10,
wherein the predetermined mark has a periodic pattern.
제1항에 있어서,
상기 대상물은 기판을 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 기판의 반경 방향의 상기 계측 오차가 저감되도록 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 상기 비율을 조정하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
The object includes a substrate,
and the control unit adjusts the ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength so that the measurement error in the radial direction of the substrate is reduced.
제1항에 있어서,
상기 조명광은 상이한 파장을 갖는 레이저 광의 광선들이 합성된 광인, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
The illuminating light is a light in which rays of laser light having different wavelengths are synthesized.
제1항에 있어서,
상기 조명광은 넓은 파장 분포를 갖는 특정한 파장 대역을 투과시키는 필터를 투과한 광인, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
The illumination light is light transmitted through a filter that transmits a specific wavelength band having a wide wavelength distribution.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 시뮬레이션에 기초하여 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 상기 비율을 조정하는, 위치 계측 장치.
According to claim 1,
and the control unit adjusts the ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength based on a simulation.
기판과 몰드의 상대 위치를 계측하고 위치 계측 장치의 조명 유닛을 사용하여 상기 기판과 상기 몰드 중 적어도 하나에 제공된 미리정해진 마크를 조명하도록 구성되는 중첩 검사 장치이며,
제1 파장의 광 및 상기 제1 파장과는 상이한 제2 파장의 광을 포함하는 조명광으로 대상물을 조명하도록 구성되는 조명 유닛,
상기 조명광으로 조명되는 상기 대상물로부터의 광을 검출함으로써 상기 대상물의 위치를 계측하도록 구성되는 계측 유닛, 및
상기 계측 유닛에서의 상기 대상물의 위치에 따라 달라지는 계측 오차가 저감되도록 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 비율을 조정하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는, 중첩 검사 장치.
an overlap inspection device configured to measure a relative position of a substrate and a mold and to illuminate a predetermined mark provided on at least one of the substrate and the mold using an illumination unit of the position measuring device,
an illumination unit configured to illuminate an object with illumination light comprising light of a first wavelength and light of a second wavelength different from the first wavelength;
a measurement unit configured to measure a position of the object by detecting light from the object illuminated with the illumination light; and
and a control unit configured to adjust a ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength such that a measurement error that varies depending on the position of the object in the measurement unit is reduced.
대상물의 위치를 계측하는 위치 계측 방법이며,
상기 대상물을 제1 파장의 광 및 상기 제1 파장과는 상이한 제2 파장의 광을 포함하는 조명광으로 조명하는 조명 단계;
상기 조명광으로 조명된 상기 대상물로부터의 광을 검출함으로써 상기 대상물의 위치를 계측하는 계측 단계; 및
상기 계측 단계에서의 상기 대상물의 위치에 따라 달라지는 계측 오차가 저감되도록 상기 제1 파장의 광 강도 대 상기 제2 파장의 광 강도의 비율을 조정하는 조정 단계를 포함하는, 위치 계측 방법.
It is a position measurement method for measuring the position of an object,
an illumination step of illuminating the object with illumination light including light of a first wavelength and light of a second wavelength different from the first wavelength;
a measurement step of measuring a position of the object by detecting light from the object illuminated with the illumination light; and
and an adjustment step of adjusting a ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength so that a measurement error that varies depending on the position of the object in the measurement step is reduced.
기판 상에 몰드의 패턴을 전사하는 임프린트 장치이며,
미리 상기 기판의 반경 방향의 계측 오차가 저감되도록 조정된, 제1 파장의 광 강도 대 제2 파장의 광 강도의 비율의 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛;
상기 취득 유닛에 의해 취득된 상기 정보에 기초하여 상기 기판과 상기 몰드 중 적어도 하나에 형성된 미리정해진 마크에 조명광을 조명하도록 구성되는 조명 유닛;
상기 조명광으로 조명된 상기 마크로부터의 광을 검출함으로써 상기 기판과 상기 몰드의 상대 위치를 계측하도록 구성되는 계측 유닛; 및
상기 상대 위치에 기초하여 상기 기판과 상기 몰드를 정렬하도록 구성되는 정렬 유닛을 포함하는, 임프린트 장치.
It is an imprint device that transfers a pattern of a mold on a substrate,
an acquisition unit configured to acquire information of a ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength, adjusted in advance so that the measurement error in the radial direction of the substrate is reduced;
an illumination unit configured to illuminate an illumination light to a predetermined mark formed on at least one of the substrate and the mold based on the information acquired by the acquisition unit;
a measurement unit configured to measure a relative position of the substrate and the mold by detecting light from the mark illuminated with the illumination light; and
and an alignment unit configured to align the substrate and the mold based on the relative position.
물품 제조 방법이며,
임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계로서, 상기 임프린트 장치는,
미리 기판의 반경 방향의 계측 오차가 저감되도록 조정된, 제1 파장의 광 강도 대 제2 파장의 광 강도의 비율의 정보를 취득하도록 구성되는 취득 유닛,
상기 취득 유닛에 의해 취득된 상기 정보에 기초하여, 상기 기판과 몰드 중 적어도 하나에 형성된 미리정해진 마크에 조명광을 조명하도록 구성되는 조명 유닛,
상기 조명광으로 조명된 상기 마크로부터의 광을 검출함으로써 상기 기판과 상기 몰드의 상대 위치를 계측하도록 구성되는 계측 유닛, 및
상기 상대 위치에 기초하여 상기 기판과 상기 몰드를 정렬하도록 구성되는 정렬 유닛을 포함하는, 패턴 형성 단계;
상기 패턴 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하는 가공 단계; 및
가공된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 제조 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
A method of manufacturing an article,
A pattern forming step of forming a pattern on a substrate using an imprint apparatus, the imprint apparatus comprising:
an acquisition unit, configured to acquire information of a ratio of the light intensity of the first wavelength to the light intensity of the second wavelength, which has been adjusted in advance so that the measurement error in the radial direction of the substrate is reduced;
an illumination unit configured to illuminate an illumination light on a predetermined mark formed on at least one of the substrate and the mold, based on the information acquired by the acquisition unit;
a measurement unit configured to measure the relative position of the substrate and the mold by detecting light from the mark illuminated with the illumination light; and
a pattern forming step comprising an alignment unit configured to align the substrate and the mold based on the relative position;
a processing step of processing the substrate on which the pattern is formed in the pattern forming step; and
and a manufacturing step of manufacturing an article from the processed substrate.
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